板料折彎時(shí),由于模具已經(jīng)作了加凸補(bǔ)償,折彎卸載時(shí),回彈產(chǎn)生新的縱向撓曲,二者的效應(yīng)疊加后得到制件最終的撓曲度。
本文分析了兩類補(bǔ)償裝置對(duì)制件精度的影響,比較了常用撓度補(bǔ)償裝置的各自特點(diǎn);指出上模加凸補(bǔ)償更具優(yōu)勢(shì),因此,研制新型能快速調(diào)控上模加凸量的補(bǔ)償結(jié)構(gòu),是今后折彎?rùn)C(jī)的發(fā)展方向之一。
1. 折彎?rùn)C(jī)為什么需要補(bǔ)償裝置?
折彎?rùn)C(jī)折彎工件時(shí),在折彎力的作用下,滑塊和工作臺(tái)會(huì)產(chǎn)生變形。此時(shí),上模進(jìn)入下模開口的深度在工件全長(zhǎng)上不一致,這將嚴(yán)重影響到制件的精度。
為此,人們研制了多種結(jié)構(gòu)的變形補(bǔ)償裝置。大致分為兩類:一類是將工作臺(tái)加凸為中部向上隆起的一組對(duì)稱曲線,稱為下模加凸補(bǔ)償;另一類是將上?;蚧瑝K加凸為中部向下隆起的對(duì)稱曲線,稱為上模加凸補(bǔ)償。
兩類不同的補(bǔ)償裝置都能有效減小折彎件的角度誤差。但對(duì)直線度的影響,就存在差別。
2.折彎件的自然撓曲
板料經(jīng)折彎后,折彎件的棱邊會(huì)出現(xiàn)自然撓曲。通常,用它的最大撓度來表示。
板料折彎時(shí),彎曲變形區(qū)金屬處在高度塑性變形狀態(tài),在變形區(qū)圓弧內(nèi)層產(chǎn)生與OX方向平行的縱向壓應(yīng)力,外層是縱向拉應(yīng)力。
這兩個(gè)拉壓相反的應(yīng)力形成繞OY軸轉(zhuǎn)動(dòng)的縱向力矩My。它是板料在折彎時(shí)為了保持折彎件縱向(方向)與模具對(duì)應(yīng)的縱向線一致所需的力矩。
折彎后滑塊回程,折彎力與縱向力矩同時(shí)消失,變形區(qū)各金屬層隨即回彈,在縱向形成與縱向力矩相反方向的彎曲,即自然撓曲。
為了表述方便,這里將彎曲變形區(qū)展開成平面。在折彎力作用下,上層(圓弧內(nèi)層)金屬縱向受壓,下層(圓弧外層)受拉。
3.兩類不同的加凸補(bǔ)償方式對(duì)折彎件直線度的影響
下模加凸補(bǔ)償時(shí),補(bǔ)償加凸量的曲線向上隆起。上模加凸補(bǔ)償時(shí),加凸量的曲線向下彎曲。
折彎件自然撓曲的變化曲線是向上隆起。補(bǔ)償加凸量諏決于滑塊和工作臺(tái)折彎時(shí)的變形量,其數(shù)值較小。補(bǔ)償加凸量使折彎件形成的加凸撓曲,在卸載回彈時(shí)還要有些減少。這就使加凸量所形成的撓曲通常都低于折彎件的自然撓曲度。
4. 四種常用補(bǔ)償裝置的對(duì)比分析
1)下橫梁液壓油缸加凸補(bǔ)償
油缸通人壓力油后,橫梁將向上隆起,形成一組可控制的加凸曲線,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于數(shù)控折彎?rùn)C(jī)上,其特點(diǎn):
2)工作臺(tái)內(nèi)楔塊加凸補(bǔ)償
在工作臺(tái)下方裝有多組楔塊,每一組楔塊的斜角都按一定要求設(shè)計(jì)。各組楔塊的上楔塊水平方向位置固定,當(dāng)下楔塊同時(shí)向左移動(dòng),工作臺(tái)面就按設(shè)計(jì)要求向上隆起。現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用在各類型折彎?rùn)C(jī)上。
其特點(diǎn):
3)上模楔塊加凸補(bǔ)償
在滑塊與上模之間設(shè)置有多組楔塊,各組楔塊規(guī)格相同。連接板和楔塊的下楔塊固定為一體,移動(dòng)上楔塊就可獲得一個(gè)向下隆起的加凸曲線,最后用壓板將它們固定在滑塊與上模之間。
其特點(diǎn):
楔塊在滑塊下方均勻分布,通過對(duì)各個(gè)楔塊的調(diào)整,可以獲得最佳的加凸曲線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,造價(jià)低,但操作不方便,在中、小型普通折彎?rùn)C(jī)上得到普遍應(yīng)用精確調(diào)節(jié)后,能有效提高制件折彎角度的精度,制件直線度較好。
4)滑塊液壓油缸加凸補(bǔ)償
在滑塊中部設(shè)置一組油缸。油缸通人壓力油后,滑塊中部向下隆起,形成可控制的局部的加凸曲線。由于結(jié)構(gòu)限制,滑塊兩側(cè)不能獲得有效的加凸,該補(bǔ)償方式尚未得到普遍采用。
其特點(diǎn)為:加凸補(bǔ)償集中在滑塊中部,在上模全長(zhǎng)上不能形成一個(gè)合理的加凸曲線;用液壓系統(tǒng)壓力控制加凸量,操作方便快捷;能適當(dāng)提高制件的角度和直線度精度。
折彎?rùn)C(jī)工作時(shí),變形補(bǔ)償?shù)募油沽繎?yīng)等于滑塊和工作臺(tái)的變形量,這就要求補(bǔ)償加凸量能在模具全長(zhǎng)上,方便快速的進(jìn)行調(diào)整。而目前應(yīng)用的上模加凸補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)這一要求,這就限制了它的使用范圍。為了提高折彎?rùn)C(jī)的工作精度,充分發(fā)揮上模加凸補(bǔ)償?shù)膬?yōu)勢(shì),研制新型快速調(diào)控上模加量的新結(jié)構(gòu),是未來折彎?rùn)C(jī)的發(fā)展方向之一。目前一些部門在這方面已作了有益的嘗試,并取得很好的成果。