长筒形可塑性薄金属框体加工用模具的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于机械冲压技术领域，设及一种长筒形可塑性薄金属框体加工用模具。【背景技术】
[0002] 本发明设及到产品材料为具有足够的塑性，屈强比（σb/σJ小，屈服点与弹性模 量的比值（0b/巧小等特征，形状是两端为半圆形，中间部分为直线型的长筒框体，其中，中 间部分的一侧有接口，位于直线段与圆弧的交接处，如图1所示。
[0003] W前，长筒形可塑性薄金属框体的外形加工都是通过Ξ漉对称式机械卷板机来加 工的。根据国家标准，卷板机属于锻压机械分类中的弯曲校正机类当中的板料弯曲机组。
[0004]Ξ漉对称式机械卷板机工作原理与结构：主要结构形式为Ξ漉对称式，如图2所 示：上漉2001在两下漉2002、2003中央对称位置，通过锥齿轮传动作垂直升降，通过主减速 机的末级齿轮带动两下漉齿轮晒合作旋转运动，为卷制板材提供扭矩。当板料送入上下漉 之间时，钢板的下表面与两个漉的最高点相接触，当上漉下压并超过材料的屈服期限时，板 料便产生塑性变形。随着Ξ根漉轴的旋转，便形成一条弧线，运条弧线的外层纤维被拉伸， 内层被挤缩，中性层不变，运时钢板被卷成圆弧形。 阳0化]上述加工方式具有W下缺陷：
[0006] 1、Ξ漉对称式卷板机不能弯卷板材的全部长度，板材端部有约等于下漉中屯、距一 半的长度仍然是直的，为了弯卷该直边，还需要采用压力机模压预弯，如图3所示的凸模 3001、凹模3002和预弯钢板3003 ;或用托板在卷板机内预弯，如图4所示的托板4001和预 弯钢板4002。但运两种方法需要使用模具或托板等辅助工具，使得该方法卷制成本较高，生 产效率较低。
[0007] 2、Ξ漉对称式卷板机加工首件产品时，需反复调节Ξ漉之间的间隙，调节时间较 长，调节时还需要与样板或配合件比对；漉压时需多道次连续弯曲才能产生永久性的塑性 变形卷制成所需的半圆；卷制中间圆弧时，还需要两次移动漉轮，W便上件和卸件，且漉压 点不容易控制；成形后还需要做进一步的调修。综上所述，生产效率低下，劳动强度大。
[0008] 3、圆度尺寸精度较低，圆弧与直线的交点不易控制，每件产品圆度尺寸都会出现 一定的差异，产品一致性差。
【发明内容】
[0009] (一）发明目的
[0010] 本发明的目的是：提供一种长筒形可塑性薄金属框体加工用模具，通过该模具实 现长筒形可塑性薄金属框体通过两次压弯即可成形，省去反复卷制和移动滚轮，简化操作， 进一步能够保证产品的圆度尺寸，提高产品批次的一致性。 柳川（二）技术方案
[0012] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种长筒形可塑性薄金属框体加工用模具， 其包括：相配合使用的凹模和凸模；凹模包括两部分，底板或底座、W及凹模上体，底板或 底座用于安装在工作台上，凹模上体设置在底板或底座上，凹模上体上设置内凹弧，内凹弧 的弧度与待加工长筒形可塑性薄金属框体上的圆弧的弧度一致，内凹弧两侧上端部为直 板，与待加工长筒形可塑性薄金属框体上的圆弧和直筒部分的过渡位置相一致；凸模包括 凸模上体、支撑柱和底座，凸模上体顶部为外凸弧，外凸弧的弧度与待加工长筒形可塑性薄 金属框体上的圆弧的弧度一致，凸模上体底部固定在支撑柱上，支撑柱固定在底座上，底座 用于与压力设备配合；加工长筒形可塑性薄金属框体时，将待加工材料放置在凹模上，将凸 模安装在压力设备上，压力设备带动凸模向待加工材料施加压力，实现圆弧弯曲成形，通过 两次圆弧加工，完成长筒形可塑性薄金属框体的成形。
[0013]其中，所述凹模包括圆弧板5001、矩形钢管5002及筋板5003组合焊接后形成的凹 模上体，W及与凹模上体组合焊接的底板5004 ;矩形钢管5002位于圆弧板5001两侧，筋板 5003位于圆弧板5001、矩形钢管5002和底板5004之间，起支撑加强的作用；凹模上体焊接 在底板5004上后，底板5004的四周留出与压力机安装固定的空间；底板5004长度方向两 端采用弧线型。
[0014] 其中，所述凹模包括凹模上体6001和底座6002,凹模上体6001为半环柱体，底座 6002为方形板状，凹模上体6001内部设置内凹弧，外部两侧为弧线型。
[0015] 其中，所述凸模包括凸模头7001、支撑柱7002和底座7003 ;凸模头7001包括筒状 圆钢圈和内筋板，正六边形内筋板焊接在圆钢圈内侧；支撑柱7002采用矩形钢管或矩形空 屯、型材；底座7003为长方形钢板。
[0016] 其中，所述凸模包括凸模头8001、上模座8002、支撑柱8003和底座8004 ;凸模头 8001为圆环柱体，上模座8002为带凹弧面的底座，凸模头8001安装在上模座8002的凹弧 面内，露出部分为半圆弧柱体；支撑柱8003为圆柱体，底座8004为长方体。
[0017] 其中，所述凸模3包括凸模头9001、上模座9002、支撑柱9003和底座9004 ;凸模头 9001为半圆柱体，上模座9002为长方体，凸模头9001的水平底面固定在上模座9002上； 支撑柱9003为长方体，底座9004为长方体。 阳0化](S)有益效果
[0019] 上述技术方案所提供的长筒形可塑性薄金属框体加工用模具，用于长筒形可塑性 薄金属框体加工时，能够减少预弯工序，提高生产效率，节省人工和能源消耗，减少设备损 耗；模具只需在加工开始前装夹、加工完卸夹，W及首次调整，两次压弯即可完成，端头压弯 与中间压弯程序相同，不需要调试模具，不需要对产品进行调修，压弯时操作简单、劳动强 度小，加工时间缩短，生产效率可提高Ξ倍W上；产品圆度尺精度更高，圆弧与直线过渡部 分流线更加自然，且产品批次一致性好；专用简易弯曲模具结构简单、重量较轻、便于制作、 成本低、操作方便，实用性强。
【附图说明】
[0020] 图1 :产品外形图；
[0021] 图2 漉卷板机工作原理图；
[0022] 图3 :用压力机模压预弯图； 阳023] 图4 :用托板在卷板机内预弯图；
[0024] 图5 :第一凹模示意图，a图为主视图，b图为俯视图； 阳ο巧]图6 :第二凹模示意图，a图为主视图，b图为俯视图； 阳0%] 图7 :第一凸模示意图，a图为主视图，b图为侧视图；
[0027] 图8 :第二凸模示意图，a图为主视图，b图为侧视图；
[0028] 图9 :第Ξ凸模示意图，a图为主视图，b图为侧视图。
【具体实施方式】
[0029] 为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具 体实施方式作进一步详细描述。
[0030] 为解决【背景技术】中存在的技术问题，本发明提供一种更为有效的加工方法，提供 一套专用简易弯曲模具，与闭式单点压力设备组合加工，达到弯曲成形的目的。由压力设备 控制好模具闭合高度，既保证压型圆弧的贴合度，又保证凸模下压不会过深而导致模具过 力变形。分别确定材料性能、材料尺寸和形状限定条件、压力机的吨位，W及弯曲模具的设 计等。
[0031] 既然运用弯曲工艺，就要选择适合弯曲的金属板材，运种板材的材质应具有足够 的塑性，屈强比（σb/σJ小，屈服点与弹性模量的比值（σb/巧小，有利于弯曲成形。例如， 软钢、黄铜及侣等材料。
[0032] 本发明的出发点是弯曲模具要结构简单、重量轻便、制作方便、成本低等，故对需 加工的产品设定如下限定条件：厚度《3mm、宽度《300mm、外直径《150mm，两端为半圆形， 中间为直线型的长筒形框体。
[0033] 弯曲时压力机吨位的确定：校正弯曲力的计算公式为：
[0034] P校二F·q 阳0对式中P校--校正弯曲力㈱
[0036] F-校正部分投影面积（mm2)
[0037] q--单位校正力（Mpa)，见表1
[0038] 表1单位校正力q值
[0039]
W40] 按设定条件最大值计算校正部分投影面积，即：厚度为3mm，宽度为300mm，外直径 为150mm，计算结果为45000mm2,然后按表1中4种材料的q值，计算校正弯曲力，见表2。 柳41] 表2校正弯曲力化脚 [0042]
[0043] 由于校正弯曲力的数值比自由弯曲力大得多，自由弯曲力可忽略不计，因此使用 下面公式： W44]P压机>口校 柳例 由上表可知宽度《300mm、外直径《150mm范围内的板材校正弯曲力在 648-3024KN之间，约等于68. 9至322吨。
[0046] 本发明的关键是简化模具，不设置顶件装置和压料装置，只由凹模和凸模两部分 组成，凹模和凸模相配合实现对长筒形可塑性薄金属框体的加工。
[0047] 一、凹模设计方案
[0048] 凹模的结构由两部分组成，即底板或底座、W及凹模上体，底板或底座用于安装在 工作台上，凹模上体设置在底板或底座上，凹模上体上设置内凹弧，内凹弧的弧度与待加工 长筒形可塑性薄金属框体上的圆弧的弧度一致，内凹弧两侧上端部为直板，与待加工长筒 形可塑性薄金属框体上的圆弧和直筒部分的过渡位置相一致。
[0049] 具体地，本实施例提供了两种凹模结构，分别描述如下。
[0050] 如图5所示，第一凹模由四种零件焊接而成，圆弧板5001、矩形钢管5002及筋板 5003组合焊接后形成凹模上体，然后与底板5004组合焊接；矩形钢管5002位于圆弧板 5001两侧，筋板5003位于圆弧板5001、矩形钢管5002和底板5004之间，起支撑加强的作 用。凹模上体焊接在底板5004上后，底板5004的四周留出50mmW上的空间，便于与压力 机安装固定；底板5004长度方向两端采用弧线型，既节省板材，又减少模具占用面积。上述 四种零件均选用Q235-A材料或其它普通钢材。圆弧板5001和底板5004厚度均为8mm左 右，其余零件厚度为4mm左右。该凹模的特点是结构简单，重量轻，吊装方便，使用通用卡具 固定。
[0051] 如图6所示，第二凹模由凹模上体6001和底座6002焊接而成，凹模上体