小尺寸波纹薄板折边装置及方法与流程

本发明涉及一种小尺寸波纹板加工领域，更具体地，涉及一种小尺寸波纹薄板折边装置和方法。

背景技术：

波纹板因质量轻、具有一定的承载能力，同时也是一种性能良好的吸能原件，因此在航空、汽车、船舶等结构件中广泛应用。

目前，波纹板的制作主要为折边技术。采用折边机折边，每次波纹的距离都需要测量，劳动强度极大，且因测量误差导致波纹大小不一致，制造精度差，很难保证波形槽各棱边平行及槽间距尺寸一致。特别是对于小尺寸薄波纹板(厚度小于1mm、波纹边长在毫米级)，这种方法加工误差过大。因此，折边技术难以达到图样要求。采用常规模具折边，可避免波形槽各棱边不平行及槽间距尺寸不一致的情况。但由于缺乏对已成型的波纹板的固定，容易出现波形槽各棱边多次折边的现象。

采用模具压制，可将所有波纹板一次或多次将加工完成，波纹一致性好。但在生产实践中薄波纹板在压制过程中会出现一些问题，其中常见的问题有：

(1)压制过程中往往会出现板片表面擦伤的现象，这主要是由于在挤压板片成型时，模具与板片斜面之间的间隙过小，出现了模具斜面与板片斜面碰死的现象。产生这一现象的主要原因为，制作模具的工具钢在热处理后会出现不同程度的变形，从而使得原先在模具设计时考虑的间隙遭到破坏。

(2)板片在压制过程中时常产生裂纹甚至断裂的现象，从而影响板片的成品合格率。这主要是由板材的机械性能、合模间隙和模具刃口(圆角)决定的。屈强比小于0.65时，板片成型比较容易；屈强比大于0.78时，板的延伸率比较低，成型较为困难，裂纹发生难以控制。合模间隙过大，板片回弹扭曲严重；间隙过小，板片容易压制开裂。此外，圆角越小板片越容易压制开裂。

(3)板片在压制过程中圆角部位先成型，这将会影响板材的滑动。在圆角作用下，材料会被划伤、拉伸变薄，甚至会出现拉断的现象。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种小尺寸波纹薄板折边装置和方法，其目的在于克服现有技术中人工折边和模具压制的缺陷，开发了一套精确、快速的小尺寸薄波纹板折边装置，并提供了一种折边方法。

为实现上述目的，提供了一种小尺寸波纹薄板折边装置，该装置包括：

带波纹槽的下模，用于安放待折边的薄板；

盒状的上模，其下缘安装有滑块，滑块设有与所述波纹槽配合的齿，用于在每次折边前预先压紧薄板，防止已成型波纹薄板在折边过程中滑动，在滑块与上模之间嵌有模具弹簧，用于控制所述滑块在下压过程中伸缩；

导向柱，其一端与所述下模连接，另一端与所述上模连接，用于控制所述上模的运动方向，使所述上模和下模准确齿合，所述导向柱上套设有回程弹簧，用于在折边完成后将所述上模顺利回程。

进一步地，所述上模和下模尺寸留有余量，并根据所述薄板的变形情况和折边效果通过磨床进行修正。

进一步地，所述波纹槽的齿及滑块的齿均倒圆角，半径为1.2t，其中t为所述薄板的厚度。

优选地，所述齿倒圆角处均进行打磨处理，降低其粗糙度。

优选地，所述下模还包括导料板，用于使所述薄板平行于导料板进入所述下模进行折边。

优选地，所述滑块上设有观察孔，用于观察所述薄板是否产生多次折边情况。

作为本发明的另一个方面，提供一种小尺寸波纹薄板折边方法，其包括以下步骤：

(1)将待折边的薄板平行放置于导料板上并压紧；

(2)向上模施加力，使上模与下模齿合，压制所述薄板得到第一波形；

(3)将所述薄板翻面并放置在下模的波纹槽中；

(4)向上模施加力，使滑块上的通过模具弹簧伸缩，先于上模其他各齿压紧所述第一波形，从而与所述波纹槽配合，压紧所述薄板；

(5)继续向上模施加力，使滑块前的齿对所述薄板进行折边，同时滑块后的齿对折边后的波纹进行整型；

(6)重复步骤(3)、(4)和(5)，即可将所述薄板折边并整型得到波纹板。

进一步地，所述上模与下模间隙均取为0.2mm。

优选地，所述薄板在折边时涂抹润滑油，从而降低对薄板的划伤。

优选地，所述薄板在折边时涂抹石墨，从而降低对薄板的划伤。

作为本发明的另一个方面，提供一种应用所述的小尺寸波纹薄板折边方法折边得到的波纹板。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明的技术方案中，在设计上模与下模时考虑了修模余量，针对薄板的变形情况和折边效果对上模与下模通过磨床进行修正，这样不仅避免了因模具在热处理过程中变形而导致的板片表面出现擦伤的现象，而且有效的修正了板片反弹现象，提高了板片的表面质量。

(2)本发明的技术方案中，对所述波纹槽的齿及滑块的齿均倒1.2t的圆角，降低了斜面及部分弯曲半径对材料流动的阻力，减少了对材料的拉伸损伤，有效克服了薄板出现裂纹的现象。

(3)本发明的技术方案中，上模下压前，滑块在弹簧力作用下先于上模各齿压紧已成型波纹的前一齿，以迫使上模下压时材料仅从另一侧弯曲；同时，弹簧产生的压紧力防止已成型波纹发生滑动而产生内应力，有效克服了薄板在槽各棱边多次折边的现象或拉伸损伤的现象。

(4)本发明的技术方案中，滑块边缘的齿用于折边，滑块下方的齿用于对折边后的波纹进行整型，有效的降低了薄板的反弹，此外，本发明的方法可逐次完成波纹的折边，波纹一致性好。

附图说明

图1为本发明实施例的一种小尺寸波纹薄板精准折边装置涉及的模具设计图；

图2(a)为一种小尺寸波纹薄板精准折边方法涉及的波纹板下压前的状态图；

图2(b)为一种小尺寸波纹薄板精准折边方法涉及的波纹板下压后的状态图；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1为本发明实施例的一种小尺寸波纹薄板精准折边方法涉及的模具设计图。如图1所示，该装置包括模具弹簧1，滑块2，观察孔3，薄板4，导向柱5，上模座6，上模7，导料板8，下模9，下模座10。

如图1所示，在本发明的实施例中，上模7与上模座6通过螺栓连接，下模9与下模座10通过螺栓连接。在上模7中嵌入一滑块2，滑块的作用是在每次折边前预先压紧薄板，防止已成型薄板在折边过程中滑动。在滑块2与上模7之间嵌入一个模具弹簧1，其作用是控制滑块2在下压过程中的伸缩。为了更准确地定位上模7与下模10的啮合，上模座6与下模座10通过导向柱5相连，同时导向柱5上套有回程弹簧，目的为在折边完成后将上模座6及上模7顺利回程。同时在下模9上设有导料板8，可使薄板边平行于导料板8进入下模9进行折边。

为了克服模芯热处理过程中的变形和压制过程中的回弹问题，在设计模芯时考虑了修模余量，针对变形情况和折边效果对模芯通过磨床进行修正，这样不仅避免了因模具在热处理过程中变形而导致的板片表面出现擦伤的现象，而且有效的修正了板片反弹现象，提高了板片的表面质量。

如图1所示，模具的合模间隙较小，为了减少了斜面及部分弯曲半径对材料流动的阻力，顺利完成各槽棱边折边工作，在上模，下模齿尖处倒1.2t的圆角(t为薄板的厚度)。降低了斜面及部分弯曲半径对材料流动的阻力，减少了对材料的拉伸损伤。

在本发明的优选实施例中，减小弯曲半径处的粗糙度对减少材料流动的阻力也有很重要的作用。

图2(a)为一种小尺寸波纹薄板精准折边方法涉及的波纹板下压前的状态图，图2(b)为一种小尺寸波纹薄板折边方法涉及的波纹板下压后的状态图。如图2(a)和图2(b)所示，小尺寸波纹薄板折边方法包括如下步骤：

(1)将薄板4放置于导料板8上，上模下压，完成第一个波形的压制；

(2)将压制的波形放置于下模波纹槽中，上模下压前，滑块2在模具弹簧1的力作用下先于上模各齿压紧已成型波纹的前一齿；

(3)上模下压后，滑块克服模具弹簧1的压力后撤，滑块2前的齿完成试样半单齿成形；

(4)依照步骤(2)和(3)，完成薄板4的折边，滑块后面的齿对折边后的波纹进行整型，从而得到薄板板。

如图2(a)所示，上模7下压前，滑块2在模具弹簧1力作用下先于上模7各齿压紧已成型波纹的前一齿，以迫使上模7下压时薄板仅从另一侧弯曲；同时，模具弹簧1产生的压紧力防止已成型波纹发生滑动而产生内应力，避免了已成形的试样的直边发生弧边或波形槽各棱边多次折边的现象。

如图2(b)所示，上模7下压后，滑块2克服模具弹簧1力后撤，薄板4的半单齿成形。

在保证薄板4成型的前提下，上、下模接触压死后，其余部位上下模间隙均取为0.2mm，这样可以避免模具在使用中的压延力恶化。

在本发明的优选实施例中，在薄板折边时涂抹润滑油，起到有效的润滑作用，降低对材料的划伤。

在本发明的优选实施例中，在薄板折边时涂抹石墨，起到有效的润滑作用，降低对材料的划伤。

在设计上模与下模时考虑了修模余量，针对薄板的变形情况和折边效果对上模与下模通过磨床进行修正，这样不仅避免了因模具在热处理过程中变形而导致的板片表面出现擦伤的现象，而且有效的修正了板片反弹现象，提高了板片的表面质量。

对所述波纹槽的齿及滑块的齿均倒1.2t的圆角，降低了斜面及部分弯曲半径对材料流动的阻力，减少了对材料的拉伸损伤，有效克服了薄板出现裂纹的现象。

上模下压前，滑块在弹簧力作用下先于上模各齿压紧已成型波纹的前一齿，以迫使上模下压时材料仅从另一侧弯曲；同时，弹簧产生的压紧力防止已成型波纹发生滑动而产生内应力，有效克服了薄板在槽各棱边多次折边的现象或拉伸损伤的现象。

滑块边缘的齿用于折边，滑块下方的齿用于对折边后的波纹进行整型，有效的降低了薄板的反弹，此外，本发明的方法可逐次完成波纹的折边，波纹一致性好。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。