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如何选择合适的折弯机模具
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如何选择合适的折弯机模具

浏览数量:40     作者:哈斯数控     发布时间: 2020-06-12      来源:本站

折弯机模具对加工工件的精度有很大影响。大家普遍认为折弯机模具是折弯机上一个次要的附件,而事实上恰恰相反。虽然折弯机已经发展成为了多轴、高精度的机器,也自带稳定功能,但在折弯过程中,模具才是接触工件的全部,如下图。

折弯机模具

目前新标准模具、欧式模具和美式模具之间的界限已经模糊。高性能折弯机所需的很多特性已经应用到很多不同类型的模具中。无论选择哪种模具和夹紧方式,首先要确保它最少满足以下几个最低要求。

超高精度对于折弯过程中模具精度极大程度影响着工件的精度,由此显得至关重要。在使用前必须检查模具的磨损,检查方法是测量上模前端至台肩的长度和下模台肩之间的长度。对于常规模具,每米的偏差应该在±0.0083毫米左右,而且总长度偏差不大于±0.127毫米。至于精磨模具,每英米精度应该是±0.0033毫米,总精度不得大于±0.0508 毫米。一般建议把精磨模具用于电液折弯机或扭轴折弯机,常规模具用于手动折弯机。

模具分段模具分段将较大的模具根据经常使用的情况预切成不同长度的小段模具。使用更加方便,而且小段模具也更安全,也更容易处理。

模具分段

自动固定安装当滑块上升到上死点时安装上模,模具夹紧系统可以将多个模具保持在适当的位置,直到施加夹紧压力为止。

液压夹紧系统液压夹紧系统是最有效的夹紧方式。无论新旧机器均能采用这种夹紧系统,节约时间和成本。如果旧的折弯机的承重表面受损,液压夹紧系统会是补救受损的最佳选择,同时还会提高夹紧和安装效率。                

液压夹紧系统

自动挤压就位当施加夹紧压力时,上模被拉起自动挤压就位。这样就不用在折弯过程中将上模压入模具底部了。

正面装载可直接从机器前面安装模具。这样缩短了装卸时间,因为这样大家不再需要花费时间从折弯机末端装卸模具。大多数情况下,正面装载也不需要叉车和起重机。

标准尺寸使用通用的标准模具,那么更换工件时对机器调整也会简单很多。前拖料、后挡料和安全装置都保持在同一位置。因为模具的高度相同,所以可以直接添加现成的模具,确保新模具与加工工件相匹配即可。许多质量很好的折弯机模具都是按照公制标准制造的,所以V型开口模具实际上是6mm。而且,在板材折弯中会产生轻微的椭圆半径,所以只需靠近就可以折弯出合适的工件折弯机。操作员会使用不同的模具来加工相似或相同质量的工件。如果他们不能正确使用模具,就无法加工出合格的工件。他们利用模具工作,但是这个工作过程不是高效或者持续循环的,那么就会严重阻碍工作流程。模具选择遵循一个非常简单的原则:在尽可能短的时间内获得质量最佳的工件。

我们需要什么模具?为什么?

正如工厂对折弯机模具的需要和使用与定制制造商使用的折弯机模具有不小的区别。所以在研究模具其他细节之前,要先确定好需求和预算。例如,如何需要额外的模具来缩短加工时间。那要尽可能遵循精益求精的生产原则,并认识到为不同折弯机单独配备模具的好处,所以建议购买两套或更多适配模具,并安装在相应的折弯机上。这样就不会浪费宝贵的时间在模具库或其他地方来回寻找正确的模具。除此之外还有一个额外的好处是,不同折弯机之间的不同模具不一定必须是兼容的,因为模具可以安装在和它更适合的机器上。

模具工具箱

如果你需要购买额外的、重复的模具来扩展每个折弯机的专用模具库,那很容易选出合适的。你会发现这些模具位于方便取用的地方。寻找出磨损最严重的模具,也可能是一些表面光亮,但是边角磨损的模具。除此之外,底部生锈或是过脏的模具都不适合使用。

模具选择

为了使性价比最大化,选择较少的下模,覆盖需要加工的所有板材的厚度。如果对相关知识了解不多、或者不确定之后会加工什么样的板材,再或者预算有限,那么建议尝试使用8×2规则选择模具。首先,确定要折弯的板材厚度。比如你要折弯0.75毫米到6.30毫米厚的板材。然后,将最薄板材的厚度乘以8来估算所需最小的V型下模尺寸。在本例中,0.75毫米板材是需要的最小模具,因此0.75×8=6。第三,将最厚板材的厚度乘以8来估算所需最大的V型下模尺寸。在本例中,6.30毫米板材是需要的最大模具,需要最大的下模是6.30×8=50.4。现在已经确定了需要的最小和最大模具——6和50.4毫米。为了满足需求,可以从最小的V型下模开始,并将其尺寸翻倍,即6×2=24。接下来,将24毫米放大一倍,为48毫米。再加倍得到96毫米。这就有了最少有四个不同的V型模具,即折弯0.75-6.30毫米的板材需要6、24、48和96毫米的模具。在加工一些较厚或是高抗拉板材时,如果使用通常的折弯标准时,工件容易起皱、开裂,甚至一分为二。这种情况可以归结于物理学上的解释。 较窄的上模在弯曲线上施加更大的力,将其与狭窄的V型下模相结合,使力增加更多。所以对于具有挑战性的工件,尤其是当板材厚度超过12.5毫米时,建议向厂家咨询购买何种上模。

8倍原则

这里给大家推荐一个根据板材厚度选择模具的方法——8倍原则,就是说V型模具的开口应该是板材厚度的8倍。了解这个方法后,将板材厚度乘以8,就选择出最接近的模具。例如一个1.5毫米厚的板材,就需要一个12毫米的模具。(1.5×8=12毫米);如果是3.0毫米的板材,需要24.0毫米的模具。(3.0×8=24.0)。这一比率可以提供最佳的角度选择,这就是为什么许多人称之为“最佳选择”。大多数出版的折弯图表也都是以这个公式为中心的。

V型下模决定半径

在折弯低碳钢时,内部折弯半径在大约16%的V型下模出形成。所以如果折弯一个1毫米厚的板材。那么V型下模的内部折弯半径约为0.16毫米。假设折弯一个0.125毫米厚的板材,把厚度乘以8,然后用1毫米的模具。但是许多工程师更喜欢指定一个等于金属厚度的折弯半径。如果指定折弯的内径为0.125毫米。同样,板材折弯的内半径约为模具开口的16%。这意味着1毫米的模具会产生0.160毫米的半径。那怎么办?这时需要使用一个更窄的V型模具,即0.75毫米的模具,这样才能折弯出一个接近0.125毫米的内半径。(0.75×0.16=0.12)。类似的道理也适用于折弯较大半径的板材。假设折弯半径是0.125毫米,需要折弯0.320毫米厚的低碳钢。这时的板材厚度超过了内部折弯半径的两倍。在这种情况下,需要选择2毫米的模具,会产生大约0.320毫米的内部折弯半径。(2×0.16)。当然这种方式是有限度的。例如,如果想要达到规定的内部折弯半径,需要使用一个小于金属厚度五倍的V型下模,这种情况就会影响角度精度,还可能损坏机器及其模具,甚至威胁操作员的安全。

最小折弯边长

选择V型模具时,需要注意折弯边长的长度。一个给定的V型下模能形成的最小折弯边长大约是其开口的77%,所以在形成的部分应该是大于1毫米的。V型下模最少需要0.77毫米折弯边长。许多工程师出于节省金属的原因喜欢一个比较短的折弯边长。例如折弯边长为0.5毫米,0.125毫米厚的板材(见图4),根据8倍原则,0.125毫米厚的板材需要1毫米的V型下模,这就使工件有至少0.77毫米的折弯边长。这样怎么办呢?同样可以使用更窄的V型下模,例如0.625毫米。这样模具就可以形成折弯边长为0.5毫米的工件。(0.625×0.77=0.48,舍入到0.5)。

通常会选择1毫米的模具加工0.125毫米厚的板材,但是考虑到规定的折弯边长,所以需要一个更窄的模具。当然这种方式也是有限度的。就像内部折弯半径很小一样,如果符合折弯边长的模具宽度小于板材厚度的五倍,就会影响角度精度,还可能损坏机器及其模具,甚至威胁操作员的安全。常见最小折弯边长如下表:

最小折弯边长

上模选择规则

折弯L型工件时的选择规则是没有规则,几乎任何上模都可以。所以在为一组工件选择上模时,可以最后考虑L形工件,因为几乎任何上模都可以折弯它们。在折弯这些L形工件时,建议使用也可以折弯其他工件的上模,而不是购买不必要的模具。请记住,在购买模具时越少越好——这不仅是为了最小化模具成本,也是为了通过减少所需模具形状的数量来减少安装时间。

折弯

其他形状的工件需要特定的上模选择规则。例如,当形成J形时,规则如下:

折弯情况

当工件上段比下段长时,需要一个鹅颈模;当工件上段比下段短时,任何上模都可以;当工件上段与下段等长时,需要一个锐角上模。综上所述,上模选择规则主要取决于工件干涉的情况,这也是折弯模拟软件可以发挥重要作用的地方。如果使用的系统无法模拟折弯情况,可以使用带有网格背景的图纸来手动检查上模工件干涉,如下图所示。

手动检查

段差规则

如果使用的是传统模具,需要折弯两次来形成段差或Z形状。这些形状形成的规则是:

两次折弯

中段(腹板)必须大于V型模具主体宽度的一半;注意是整个模体宽度,而不是V型下模。侧段必须短于V型下模高度加上冒口高度。当中段(腹板)小于V型模体宽度的一半时,需要一个特殊模,在一个上模行程中形成两个折弯。这些特殊模具的好处是不需要把板料翻过来,但缺点是需要大约三倍的折弯力。

剪切和斜接折弯规则

在孔或其他切口中,V型模内任何无支撑的板材都会变形,这种变形表现为爆裂,如下图。

爆裂

当折弯线附近的孔很小时,相关的爆裂也会很小。此外,大多数应用会接受一些变形,因此当切口在折弯线上或折弯线附近时,没有最佳V型下模宽度的明确规则可供选择。当折弯边长、切口和斜接过于接近金属厚度的折弯线时,可以使用摇臂式模具。摇杆在整个折弯过程中旋转并支撑板材,从而消除变形。上图显示出相同的工件,切口靠近折弯线;前面的工件有爆裂迹象——是用传统的V型模具加工的;后面的工件是用摇臂式模具加工的。还要注意左边的两个椭圆具有相同的宽度(从前到后),并且与折弯线的距离相同,只是长度不同,这里可以清楚地看到更长的椭圆形爆裂更严重。

给定盒深上模高度

如果想折弯三面或四面的盒子时,上模的高度变得至关重要。在某些情况下,如果在最后一次(第三次)折弯时,一个成形的工件侧面可能会挂在折弯机的侧面上,短的上模只可能加工出三面盒。如果想要加工四边的盒子,需要选择一个足够高的上模来对角跨越盒子的高度,如下图所示:

盒深决定上模长度

箱形折弯的最小上模高度=(盒深/0.7) +(闸板厚度/2)。如果没有顶部凸缘,或者顶部凸缘向外突出,折弯后,在顶部上模和下模之间不需要太大的间隙来移除工件。但是如果四个侧面都有顶部凸缘或顶部凸缘向内突出,那么还需要足够的空间在折弯后扭转和移除盒子。

折弯和折边组合

弯边模具可以折弯出带有折边的工件,如下图所示。只需要知道折边厚度大于0.125毫米就可以,不过可能需要定制模具来适承受较大的折弯力。

折边

这里的V型下模选择规则与标准折弯模具基本相同。折边的30°预弯曲需要更长的最小凸缘,因为所选的V型模开孔为锐角的115%。如果折弯在0.375毫米以上的板材,使用V型模具需要的折弯边长至少0.431毫米。(0.375×1.15=0.431)。

压痕模具

几乎所有典型的V型折弯机模具都会在工件上留下一些痕迹,这是因为金属是在折弯时被压入模具中的。在大多数情况下,痕迹是很小的或者可接受的,增加半径可以减少痕迹。但即使是最小的痕迹也不可接受的工件,比如折弯前就上漆或抛光的板材,可以使用尼龙插入物来消除压痕,如下图。无压痕折弯对于制造的飞机或航空航天工件尤其重要,因为检查员很难通过肉眼检查一个工件并区分划痕和裂纹。

无压痕模具

 

当今的精密模具和折弯机可以达到前所未有的精度水平。 借助正确的模具和一致的板材,折弯机操作可以将板材弯曲到具有特定内部弯曲半径的特定角度。 但同样,折弯形成了模具开口约1%大小的内折弯半径,因此选择合适的模具很重要。 指定多个不同的,公差严格的半径会增加加工成本。而且需要的模具越多,转换的次数就越多,这就增加了更多成本。也就是说,如果板材工件设计人员在加工工件时遵循以下几条基本规则,就可以更轻松地选择模具和进行整体折弯操作:

1.内部折弯半径应为板料厚度的1.5倍。

2.折弯边长长度至少为板料厚度的6倍。这也适用于工件打孔,也就是说,孔应该远离折弯线,距离至少是板材厚度的6倍。

3.Z形腹板尺寸至少应为板材厚度的10倍。

当然这些规则的例外比比皆是,而且每一个都伴随着复杂性。例如我们可以使用较窄的V型下模来折弯更小的半径或更短的凸缘,但是折弯半径太大时,就有可能使折弯线起皱并超过模具和折弯机的吨位额定值。我们可以折弯一个较窄的段差,但这同样需要一个特殊的模具和相当大的折弯吨位。如果一个工件不需要过短的折弯边长、过窄的段差或很小的折弯半径,为什么要复杂呢?遵循这三个简单的规则,就可以提高角度精度,缩短安装时间,降低模具成本。


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