本實用新型涉及一種機械加工模具，尤其涉及一種用于對U形大鍛件進行彎曲加工的連續(xù)彎曲加工模具。

背景技術(shù)：

彎曲成形工藝仍然是制約高質(zhì)量大鍛件彎曲生產(chǎn)的一大難題。U形大鍛件在彎曲變形過程中極易造成載荷突變、變形區(qū)劇烈減薄、鍛件表面擦傷大，U形彎曲臂對稱性差的問題，鍛件整體質(zhì)量低下，容易造成安全隱患。主流技術(shù)采用通用設(shè)備彎曲預成形輔以冷/熱校正工序或者購置昂貴的彎曲專機回避這一技術(shù)難題，導致工藝路線冗長，生產(chǎn)成本極大提高。

因此，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，開發(fā)一種能夠在通用鍛壓設(shè)備上實現(xiàn)大鍛件精確、無損、高效彎曲生產(chǎn)的大鍛件彎曲模結(jié)構(gòu)，以顯著降低生產(chǎn)成本，提升產(chǎn)品質(zhì)量是十分必要的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種能在通用鍛壓設(shè)備上實施的U形大鍛件彎曲加工模具，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的成形載荷突變、鍛件與模具接觸區(qū)過度擦傷和鍛件對稱性差的問題。

本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種U形大鍛件連續(xù)折彎模具，其特征在于：包括一個弧形入口凹模、與凹模匹配的凸模和背壓模、連接于背壓模下端的液壓缸、用于傳遞彎曲力的折彎導板和設(shè)置于凹模底座上的墊片槽；所述弧形入口凹模用楔鐵固定在凹模底座上，同時可通過墊片槽內(nèi)墊片厚度的增減調(diào)整凸凹模間隙，所述凸模下表面外側(cè)沿彎曲軸向布置有兩條定位筋，與鍛件中部內(nèi)表面預壓形成的定位凹槽相匹配，所述背壓模設(shè)置于凹模型腔內(nèi)部，其上表面型面輪廓與鍛件中部外側(cè)不彎曲區(qū)域形狀相匹配，下端與液壓缸連接提供恒定背壓，所述折彎導板用鉸鏈與背壓模端部相連，所述液壓缸不受外力時能將背壓模頂至弧形入口凹模上表面，此時折彎導板展平搭接于弧形入口凹模水平段上。

進一步，所述弧形入口凹模輪廓為完整圓弧的1/4，半徑為100-350mm。

進一步，所述弧形入口凹模工作表面沿運動方向每邊均勻布置有3-8個輥軸，所述輥軸呈啞鈴型，其工作半徑為15-40mm，輥軸與折彎導板接觸的表面預留有深度為8-10mm的矩形溝槽，溝槽寬度相對折彎導板寬度單邊預留1-3mm間隙，且溝槽入口做倒角處理。

進一步，所述折彎導板與鍛件接觸的表面預留有深度為鍛件厚度1/3-2/3的溝槽，溝槽寬度相對鍛件寬度單邊預留3-5mm間隙，且溝槽入口做倒角處理。

進一步，所述折彎導板長度取1/2鍛件彎曲臂長度與鉸鏈和弧形入口凹模平面段水平距離的較大值，厚度需保證折彎導板在制作溝槽后有足夠的剛度。

進一步，所述折彎導板優(yōu)選用熱作模具鋼并輔以表面硬化處理，保證表面硬度不低于60HRC。

進一步，所述折彎導板與背壓模用鉸鏈連接，鉸鏈銷與孔的配合公差不低于H10/d10。

進一步，所述液壓缸活塞桿的橫截面為方形。

進一步，所述墊片的厚度為0.3-1.0mm。

本實用新型的有益效果：

(1)彎曲載荷顯著降低，加工過程平穩(wěn)順暢。本實用新型模具采用凹?；⌒屋喞鳛檎蹚澾\動軌跡，將現(xiàn)有技術(shù)中一次或兩次(發(fā)明ZL200910104156.3)力能集中的劇烈階段性變形改變?yōu)橐淮纬掷m(xù)的連續(xù)彎曲變形過程，彎曲受力部位隨著凸模下行從變形影響區(qū)逐步轉(zhuǎn)移到鍛件根部的大變形區(qū)，鍛件彎曲臂隨凸模下行連續(xù)發(fā)生從0°到90°的角度變化。整個加工過程彎曲載荷呈現(xiàn)上升、維持到下降的平穩(wěn)變化，無現(xiàn)有技術(shù)中普遍存在的力能突變(1-2次)狀況。有效降低彎曲載荷以及鍛件與凹模接觸受載部位的損傷，帶來彎曲鍛件質(zhì)量的本質(zhì)提升。

(2)彎曲加工過程的定位精度顯著提高?，F(xiàn)有技術(shù)并未對加工過程定位精度給予足夠的重視，也未采取行之有效的措施加以保證。在本次申請的實用新型技術(shù)方案中，首先在凸模上設(shè)置有定位筋并在鍛件相應位置設(shè)置有與定位筋形狀相匹配的定位凹槽，彎曲運動過程鍛件在壓力機滑塊和背壓力的作用下牢牢與凸模鎖緊，克服現(xiàn)有技術(shù)中點定位精度不足造成的滑動和錯移；其次，通過在輥軸工作部位和折彎導板內(nèi)側(cè)制作溝槽，形成凹模、輥軸、折彎導板和鍛件變形部位環(huán)環(huán)相扣的狀態(tài)，彎曲過程中運動部件都在預設(shè)的運動軌道中實施加工作業(yè)，配合方形截面的活塞桿，可有效限制鍛件在X、Y平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)和錯移。結(jié)合背壓機構(gòu)，可有效提高加工過程中的定位精度，確保最終鍛件尺寸精確穩(wěn)定。

(3)模具工作壽命和生產(chǎn)柔性極大提高。在本次申請的實用新型技術(shù)方案中，將凹模底部設(shè)計為燕尾型與底座配合，并使用斜鐵緊固定位。在楔鐵槽的對側(cè)底座上設(shè)置有墊片槽，并在新制模具裝配時預裝一定厚度的墊片?？筛鶕?jù)生產(chǎn)的進行實時測量由于最小入口處輥軸磨損或由工裝剛度不足造成的凹模模口間隙改變量，并通過合理增減墊片厚度在工作過程中及時調(diào)整和保證模具裝配精度。楔鐵和墊片槽的設(shè)計避免了模具裝配尺寸改變造成的凹模反復拆裝定位的麻煩，確保彎曲過程精確、連續(xù)高效進行，極大提高了整套彎曲工裝的工作壽命和生產(chǎn)柔性。

(4)從根本上解決鍛件變形部位擦傷的問題。本實用新型提出的技術(shù)方案與現(xiàn)有基于通用設(shè)備進行彎曲的方法相比，最顯著的特點在于鍛件本體并不與彎曲凹模及輥軸直接接觸，而是利用折彎導板進行運動軌跡的引導和彎曲力的傳遞。從跟本上解決了現(xiàn)有技術(shù)中鍛件在1-2次劇烈彎曲過程中，載荷突變導致的鍛件與輥軸接觸部位嚴重擦傷，過度減薄的問題。

附圖說明

圖1為本實用新型所采用裝置的的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中為鍛件在彎曲進行中。

圖2為輥軸結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了更清楚地說明本實用新型的形狀結(jié)構(gòu)，以下采用鐵路貨車鉤尾框鍛件作為示例用鍛件，并結(jié)合其附圖對本實用新型作進一步詳細說明。在此需要特別說明的是，鉤尾框是一種鐵路貨車用的重要零件，是典型的U形框結(jié)構(gòu)，特別適宜于本實用新型的實施。

本實用新型在具體實施時，通過圖1、圖2所示結(jié)構(gòu)裝置實現(xiàn)鐵路貨車鉤尾框鍛件1的彎曲成型，其結(jié)構(gòu)為，包括一個弧形入口凹模7，和與其匹配的凸模21和帶折彎導板2的背壓模16實現(xiàn)，其中，所述弧形入口凹模7與折彎導板2接觸的工作表面5為完整圓弧的1/4，所述圓弧面5上沿工作方向每邊均勻布置有5個輥軸6a-6e，如圖2所示，所述輥軸6呈啞鈴型，與折彎導板2接觸的表面24預留有矩形溝槽25，該溝槽寬度相對折彎導板2寬度預留一定單邊間隙23。其中輥軸6a工作表面與弧形入口凹模頂面水平段18相切，輥軸6b、 6c和6d工作表面與弧面5相切，輥軸6e工作表面與弧形入口凹模的?？谪Q直側(cè)壁15相切。所述折彎導板2端部用鉸鏈17與背壓模16連接，折彎導板2與鉤尾框接觸的表面3上設(shè)計有截面為矩形的貫通槽26，整個彎曲過程鉤尾框1變形部位都被限制在貫通槽26中進行。所述凸模下表面20外側(cè)沿彎曲軸向布置有兩條定位筋 4，所述定位筋4與鉤尾框中部內(nèi)表面預壓形成的定位凹槽19相匹配。所述背壓模16設(shè)置于弧形入口凹模7 型腔內(nèi)部，其上表面型面輪廓與鉤尾框中部外側(cè)不彎曲區(qū)域形狀相匹配，下端與液壓缸12連接提供恒定背壓，所述液壓缸12連接有截面為正方形的活塞桿11，所述液壓缸12不受外力時能將背壓模16頂至彎曲型腔上表面，同時折彎導板2展平搭接于弧形入口凹模7水平段與輥軸3a工作面形成的支撐面上。所述弧形入口凹模7下部呈燕尾形，并與底座10用楔鐵9緊固，所述底座10與凹模燕尾14的另一端設(shè)置有墊片槽13，并在新制模具裝配時預裝一定厚度的墊片8；具體實施時，所述凸模21上端制作成階梯式，方便彎曲后鉤尾框鍛件1隨凸模21回程脫離凹模型腔。背壓模16在液壓缸12作用下可穩(wěn)定在空載位置，初始狀態(tài)時其表面與弧形入口凹模的頂面18相平，當展開鍛造并切邊完成的鉤尾框鍛件1放入弧形入口凹模7上后，鉤尾框鍛件 1靠背壓模16上表面形狀粗定位。具體實施時，弧形入口凹模7的弧形半徑合理取值范圍為280-300mm，輥軸6工作部分半徑合理取值范圍為25-30mm，輥軸上矩形溝槽25相對于折彎導板寬度單邊有1-2mm的間隙 23，溝槽25深度為8-10mm，折彎導板2長度取鉤尾框折彎臂長的1/2，約為450mm，折彎導板2厚度取65-70 mm，考慮到鉤尾框彎曲變形后根部會產(chǎn)生水平方向的展寬，所以折彎導板2與鉤尾框鍛件1配合的貫通槽 26單邊留5mm間隙22，溝槽深度為17-20mm，墊片8的厚度范圍為0.3-1.0mm。當各參數(shù)作上述取值范圍后，可使彎曲效果最優(yōu)。

作為對上述實施例的進一步改進，所述液壓缸活塞桿為正方形橫截面，以避免在彎曲過程中背壓模帶動鉤尾框鍛件在X、Y平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)和錯移。

采用本實用新型提出的U形大鍛件精確連續(xù)折彎方法，并按照權(quán)利要求限定的參數(shù)合理取值生產(chǎn)鉤尾框鍛件，所得產(chǎn)品與傳統(tǒng)彎曲模具以及發(fā)明ZL200910104156.3提出的兩段式彎曲模具所得的鉤尾框產(chǎn)品性能相比，有益效果十分顯著。具體結(jié)果如下：

注：表中比例數(shù)據(jù)均以傳統(tǒng)一次彎曲方法為對比基準

最后說明的是，以上實施例僅用于更清楚地說明本實用新型的工作原理和過程，并不對本實用新型產(chǎn)生限制。本實用新型還可以適用于加工其他形狀的大鍛件，其加工原理與上述實例并無不同，故不需重復舉例。本實用新型對現(xiàn)有技術(shù)做出創(chuàng)造性貢獻的地方，在于提出了一種新型U形大鍛件連續(xù)彎曲模具，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)及其改進技術(shù)中普遍存在的成形載荷突變、鍛件與模具接觸區(qū)過度擦傷和鍛件對稱性差的問題，有益效果非常顯著。