Cu-Cr-Ag-Zr合金棒料弯曲模具的制作方法

本实用新型涉及一种金属棒料的弯曲模具，特别是一种高导高强铜合金棒料的弯曲模具。

背景技术：

冲压模具由于生产效率高，易于实现机械化与现代化，节约材料、节省能源，冲压件尺寸精度稳定，表面质量好等优点，在工业生产中得到广泛的运用。弯曲模具作为冲压模具的一种，利用金属的塑性变形，在弯曲各种材料方面使用广泛。由于与铸造的弯曲件相比，由弯曲模具获得的制件缺陷少、质量好，生产效率高，而且可以加工铸造工艺无法获得的复杂零件，弯曲获得的制件在精度、粗糙度上也比铸造件具有一定的优越性。一般弯曲制件在弯曲之后就可以直接使用，互换性也较高。因此，实际生产中使用的弯曲制件大多是由弯曲模具获得的。

弯曲制件在生产过程中可能会出现偏移的现象，偏移会影响到制件的精度，严重时很可能会造成零件偏差过大，从而使零件失效；弯曲制件在生产时肯定会出现的现象是回弹，回弹量的大小是与制件材料的性能有关，是不可避免的；弯曲制件的最小弯曲半径则与制件材料的厚度与性能以及纤维方向有关，如果，弯曲半径小于最小半径，就会出现弯裂和褶皱等现象。

Cu-Cr-Ag-Zr，属于铬青铜，该类青铜有高的强度和硬度，抗磨、耐热，导电率与热导率高，加工成形性能好，是制造导电、耐磨零件的好材料。其中含有少量的锆，锆与铬形成固溶于铜的化合物Cr₂Zr，而且其溶解度随着温度的降低而明显减少，使合金的强度、硬度、耐热度有所提高，同时对合金导电率的影响很小。Cu-Cr-Ag-Zr合金棒料弯曲时，需根据材料特性，设计弯曲模具。

技术实现要素：

实用新型目的：针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种针对Cu-Cr-Ag-Zr合金棒料的弯曲模具，减少弯曲时偏移、回弹、弯裂、褶皱等现象的影响。

技术方案：一种Cu-Cr-Ag-Zr合金棒料弯曲模具，包括凸模、凹模、导柱、底座、上模座、固定板，所述凹模上开设有V型槽，所述凸模与所述凹模正对，所述凹模与所述底座固定，所述凸模通过所述固定板与所述上模座固定，所述导柱一端与所述底座固定，另一端穿设于所述上模座。

进一步的，所述V型槽为位于底部的弧形凹槽，以及在所述弧形凹槽两侧对称的斜壁和圆倒角。圆倒角可使棒料弯曲时材料流入容易，棒料与模具接触时减轻摩擦，防止刮伤棒料、损坏模具，防止弯曲变形时棒料弯裂对弯曲成形极限造成极为不利的影响。为了消除已变形区的不符需要的多余弯曲，就必须在V型槽两侧设置斜壁，以压出两侧要求平直的V形件，同时以便对弯曲制件校直定形。

进一步的，所述斜壁的长度r为弯曲制件的弯曲半径，d为棒料弯曲前直径，为弯曲制件的弯曲中心角，r_凹为V型槽圆倒角的圆角半径。带有圆倒角的凹模，斜壁过大会增大凹模高度，浪费模具材料，同时压力机的行程也相应增大，而且增加了后期校正弯曲的承压面积，弱化了校正弯曲的作用。因此，确定斜壁长度L₀的原则应该是在保证完成已变形区的样直前提下，尽可能取L₀的最小值。

进一步的，所述凹模上上设置有定位销和孔组合，可结合棒料上的孔，对棒料进行固定，使棒料弯曲时无法移动，防止其在弯曲过程中的偏移。

进一步的，还包括导套，所述导套与所述导柱套设连接，所述导套与穿设于所述上模座并固定。

进一步的，还包括模柄，所述模柄与所述上模座固定。

最佳的，所述弯曲模具的制造精度为IT11～IT12。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点是：根据Cu-Cr-Ag-Zr合金特性，设计专用的棒料弯曲模具，对弯曲过程中的偏移、回弹、弯裂、褶皱等现象有针对性的消除或削弱，保证弯曲制件的质量和性能。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型导柱位置示意图；

图3为凹模V型槽结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。

一种Cu-Cr-Ag-Zr合金棒料弯曲模具，弯曲制件的精度需达到IT9～IT10，为此，弯曲模具的制造精度为IT11～IT12。如附图1所示，弯曲模具包括凸模1、凹模2、导柱3、底座4、上模座5、固定板6、导套9、模柄10。凸模1与凹模2正对，凹模2与底座4固定，凸模1通过固定板6与上模座5固定，导柱3至少设置两根，导柱3一端与底座4固定，另一端与导套9套设连接，导套9穿设于上模座5并固定，上模座5连同导套9沿导柱3下压移动。模柄10与上模座固定。凸模1、凹模2为Cr12材质，固定板6为45模具钢。

如附图2所示，由于弯曲制件的长度和直径之比很大，因此，将导柱3设置在凹模2后侧，在弯曲制件弯曲时，超出部分不会与导柱发生碰撞，保证了弯曲制件的质量。

棒料弯曲前直径为d。所要制得的弯曲制件的尺寸是已知的，弯曲半径为r，弯曲中心角为

凹模2上开设有V型槽7，V型槽7分为三段，底部的弧形凹槽71，以及在弧形凹槽71两侧对称的斜壁72和圆倒角73。弧形凹槽71与弯曲制件弯曲部分形状完全一致，其半径即为弯曲半径为r。

如附图3所示，在棒料整个弯曲过程中，V型槽上端口部对棒料进行支承，弯曲变形是通过将凹模口外(非变形区)的材料源源不断地拉入凹模(变形区)来实现的。所以凹模口外的变形区可分为两部分：一是将被拉入凹模参与变形的“待变形区”，一是直至弯曲过程结束，仍留在凹模口外，依然保持平直状态的“不变形区”。因此，在V型槽上端口部设置圆倒角，可使棒料弯曲时材料流入容易，棒料与模具接触时能够减轻摩擦，防止刮伤棒料、损坏模具，防止弯曲变形时棒料弯裂对弯曲成形极限造成极为不利的影响。

弯曲过程中，随着凸模的下压，棒料上与V型槽上端口部的支承点逐渐内移，变形过程中，变形区逐渐向中间缩小，非变形区就逐渐向中间扩大，但扩大的部分已不是未经变形的平直状态，而是已经发生过弯曲变形。为了消除已变形区的不符需要的多余弯曲，就必须在V型槽两侧设置斜壁，以压出两侧要求平直的V形件，同时以便对弯曲制件校直定形。

经计算，斜壁72的长度r_凹为倒角73的圆角半径。带有圆倒角的凹模，斜壁过大会增大凹模高度，浪费模具材料，同时压力机的行程也相应增大，而且增加了后期校正弯曲的承压面积，弱化了校正弯曲的作用。因此，确定斜壁长度L₀的原则应该是在保证完成已变形区的样直前提下，尽可能取L₀的最小值。其结构特点是斜壁长度L₀正好等于已变形区的长度，即最初和最终时刻变形区弧长的差值。

只有L₀和r_凹是在设计模具时确定的凹模尺寸，可见当弯曲制件尺寸一定时，斜壁长度L₀是随着r_凹变化的。

在弯曲过程中，棒料沿凹模圆倒角滑移时，会受到摩擦阻力，由于棒料各边所受到的摩擦阻力不等，在实际弯曲时，可能使棒料有向左或右偏移(对于不对称制件这种现象尤其显著)，从而会造成边长不合要求。为此，在凹模2上设置有定位销和孔组合8，可结合棒料上的孔，对棒料进行固定，使棒料弯曲时无法移动，防止其在弯曲过程中发生偏移。

Cu-Cr-Ag-Zr合金是铜的复合材料，回弹量相对较大，所以在使用本实用新型弯曲模具压弯后，应再进行校正，以减少制件的回弹量，从而保证弯曲制件的精度要求。