圓弧鈑金件折彎工藝探索

中國電子科技集團(tuán)公司第48研究所 （湖南長沙 410111） 舒勇東 唐 超

1. 概述

在鈑金加工中，常會(huì)遇到一些如圖1所示圓弧零件的折彎加工，這類圓弧零件R的大小是隨著零件結(jié)構(gòu)的不同而有所不同。通常類似該類零件的折彎方法一般都是采用成形模具折彎而成，即根據(jù)待折彎成形零件的圓弧R大小來選擇合適的圓弧模具來折彎成形而成。

圖 1

這種利用成形模具來折彎圓弧R的方法簡單、快捷。但在實(shí)際折彎過程中，由于金屬變形反彈，會(huì)導(dǎo)致成形零件圓弧R精度不高。同時(shí)一套成形圓弧模具一般只能加工比自己圓弧尺寸大的圓弧零件，且只有兩者尺寸越接近時(shí)，零件成形效果才越好。成形模具通用性差、加工范圍狹窄、成本高，這也常限制了設(shè)計(jì)人員在零件設(shè)計(jì)過程中對零件彎圓弧R大小的選用，甚至有時(shí)不得不改變結(jié)構(gòu)，放棄對圓弧零件的選用。為了找到一種較好通用的類似圓弧的折彎加工方法，我們運(yùn)用“以直代曲”的方法，突破了折彎模具限制，很好地解決了這類工件的折彎問題，本文將對該類零件折彎工藝的改進(jìn)進(jìn)行分析。

2. 折彎工藝方案

“以直代曲”的方法是微積分的思想，就是當(dāng)圓弧所對應(yīng)的圓周角度無限小時(shí)，其弦長就等于弧長，也即直線長度等于曲線長度。我們就是利用這種方法，把折彎成形后的圓弧細(xì)分為可加工的若干段，當(dāng)曲線每小段分得足夠小時(shí)，就可以認(rèn)為直線長度等于曲線長度。這樣把對圓弧R折彎分解為圓弧一小段一小段的直線段折彎組合而成，具體工藝方案如下。

（1）第一步確定圓弧等分段數(shù)目n 為了便于折彎，一般選擇從圓弧中心起分兩邊對稱，把圓弧R中性層所在圓弧等分成n段（一般n取偶數(shù)），n越大弧長越接近于弦長。在實(shí)際加工過程中，考慮到加工性，一般取弦長為2～3mm來等分圓弧以確定n值和進(jìn)行折彎加工，既能簡化加工，又能保證加工后零件圓弧效果。

（2）第二步確定每一段弦長折彎角度 根據(jù)第一步已確定的圓弧等分段數(shù)n，第二步是要確定每一段弦長折彎角度，如圖2所示。

圖 2

假設(shè)圓弧是從中間位置O1處進(jìn)行兩邊等分，左右兩邊對稱各分為n段，由于是對稱劃分，現(xiàn)選取左半部分來分析研究，設(shè)等分點(diǎn)分別為O2，O3，O4，……，On， 圖中設(shè)O1P是過O1點(diǎn)的切線，設(shè)第一段弦長O1O2折彎角度為A1，第二段弦長O2O3折彎角度為A2……，第n段弦長OnOn+1折彎角度為An，通過分析可知每一小段圓弧折彎角度大小都相等，即

式中A是圓弧零件周角大小。

（3）第三步確定折彎定位問題 每一段弦長折彎角度已計(jì)算出來，現(xiàn)在要解決的是折彎定位問題，如圖3所示。

圖 3

除在進(jìn)行第一步折彎是直線邊定位外，其他段所有弦長折彎都是以前一段折彎后的弦長斜面定位，無法進(jìn)行精確定位。要想保證折彎加工精準(zhǔn)，必須始終保證每一次折彎時(shí)都是以直線邊定位。為此進(jìn)行以下加工工藝改進(jìn)， 如圖4所示。

圖 4

即在加工待成形圓弧零件展開料時(shí)，分別在展開料兩邊通過微連接各預(yù)留一塊和圓弧展開料長度相等的長度，寬度為20mm左右的定位連接件。圓弧零件折彎時(shí)，定位連接件始終不被折彎，只是用來作為每一步定位以折彎待成形圓弧零件，定位連接件每一次折彎定位尺寸的大小都等于圓弧零件均分的每一段弦長長度，這樣就可以保證圓弧零件的每一次折彎都是直線邊定位，定位精確。同時(shí)，當(dāng)圓弧零件折彎成形后，很容易就可以把定位連接件去掉。

（4）第四步折彎模具選用和折彎順序確定 折彎上?？蛇x用分段直頸形模具，折彎上模長度不得超過待折彎圓弧零件折彎寬度。折彎時(shí)，首先從待折彎工件的中心點(diǎn)O1折彎第一步，為保證折彎零件對稱性，第一步折彎角度大小一般為A1～180°之間，盡量以接近180°左右為最好，目的是得出一條折彎線以把零件均分為兩半，然后按順序分別折彎角度An，An-1，……，A2，待左右兩半部分都折彎完成后，最后一步再在第一步折彎點(diǎn)O1處折彎成形，折彎角度A1=180°– A/2n。

3. 結(jié)語

通過對圓弧鈑金零件折彎方法的改進(jìn)，運(yùn)用以直代曲和預(yù)留定位連接件的方法，化曲為直，解決了圓弧鈑金件的折彎加工問題，保證了設(shè)計(jì)和加工銜接的連續(xù)性，提高了零件的加工質(zhì)量。