薄壁铝合金管手动折弯模

张子朋，王少君，李金池，马 全

豫西集团河南江河机械有限责任公司（河南平顶山 467337）

1 制件分析

护管是我公司开发产品中的一个零件，用薄壁铝合金管折弯而成，要求护管所有折弯部位圆滑过渡，不得有死角，如图1所示。

项目初期单件小批试制靠外协折弯加工，后了解，外协加工的护管零件折弯效果不好，折弯时，出现了皱折、变扁等缺陷，生产进度无法保证，折弯机床需反复调试，护管零件损耗较大，最终尺寸定长比较困难。折弯效果如图2所示。

2 加工工艺分析

经仔细分析，查阅相关资料发现原设计图纸所有折弯处R19mm尺寸过小属于设计缺陷，如果没有皱折、变扁缺陷需加大折弯处R，为了便于模具统一，使用了以前加工的折弯模的零件，R19mm加大到R140mm，重新做了R32mm折弯工装。根据这一思路，改进了图纸，新护管零件如图3所示。设计了折弯工装，护管折弯工装如图4所示。经实际折弯，外形光滑，管扁微乎其微，改进后折弯效果如图5所示。

图1 护管零件图

图2 护管零件折弯图

图3 改进后护管零件图

3 模具工作过程

护管在实际折弯时需要分3步进行：①先将护管左端固定；②按从左到右依次折弯6次（在每一步折弯时折弯左右扳手将护管折到位后要复折2～3次，以防护管弹性变形）；③钳工在最后一次折弯后截护管总长。折弯步骤如图6～图11所示，图6为护管第一次折弯模具图，图7为护管第二次折弯模具图，图8为护管第三次折弯模具图，图9为护管第四次折弯模具图，图10为护管第五次折弯模具图，图11为护管第六次折弯模具图。

在护管第六次折弯成形后要截取护管左端工艺加长部分图12中K1面左端和护管右端工艺加长部分图13中K2面右端，如图12所示为护管左端固定位置及截取图，图13为护管右端固定位置及截取图。

图4 护管折弯工装图

图5 改进后护管折弯图

图6 护管第一次折弯模具图

图7 护管第二次折弯模具图

图8 护管第三次折弯模具图

图9 护管第四次折弯模具图

图10 护管第五次折弯模具图

图11 护管第六次折弯模具图

图12 护管左端固定位置及截取图

图13 护管右端固定位置及截取图

4 折弯工作过程

管材折弯方法有拉弯、压弯、推弯、绕弯、滚弯、挤弯6种管材弯曲成形方法，绕弯易在折弯内部发生皱折现象，外部折弯处比较光滑。拉弯、压弯、推弯、挤弯也不适合，考虑采用新工艺，使得护管在折弯时每一个折弯处受的力如图14所示。即在折弯模具压块与护管刚接触时，护管受到压块施加给它的力均为F3，压块在左右扳手的带动下继续转动，护管所受的力由F3变为F2；当压块施加给护管的那个面与护管的接触面相切时，护管所受的力由F2变为F1。此时该折弯步骤完成，重复此项动作，直到护管全部折弯，在折R32mm弯时用到了两个折弯扳手，第一个扳手先预折，折成45°斜弯，再用第二把扳手折到90°角（在图4护管折弯工装图只显示了第二把扳手，第一把扳手和第二把扳手结构相似）。在模具方面，为了快速安装与拆卸模具各个部分的连接用到了圆柱销，圆柱销使用方便，制造简单，经常拆卸需要热处理到50～55HRC，其中φ10mm配合销与固定芯轴23过盈配合与护板固定架1间隙配合，这样使用模具更加方便，φ10mm配合销尺寸如图15所示。

图15 φ10mm配合销尺寸图

图14 护管折弯处受力图

5 结束语

本模具投产以来，折弯时模具动作平稳、可靠，单人操作折弯即可，生产效率较高（模具安装速度快，模具通用性好）。该模具目前已投入大批量折弯生产，其成形的折弯件质量稳定，护管所有折弯部位圆滑过渡，没有死角。该模具的成功研制可为同类薄壁管材件的模具设计提供有益的借鉴。