金属母线槽成形工艺及其组合折弯模具设计

     金属母线槽广泛应用于建筑、机械、电子等行业，其制件成形工艺方法常见于排辊辊压成形，简单形状的制件也可在折弯机上完成，而复杂形状的制件在折弯机上折弯成形虽不常见，但如果由于设备缺乏或制件规格变化等等因素的限制，折弯成形将是较为理想的方法。

一、制件分析及其成形工艺

1. 制件分析

某厂生产的母线槽如图 1 所示，制件材质为 LF21 ，板料厚度为 1mm ，长度不超过 6000mm 。制件技术要求各 U 形槽长向互相平行，并保证各槽中心间距一致，同时要求各棱边互相平行，制件各圆角一致为 R5 。该制件为周期生产，批量中等。

图 1 金属母线槽

2. 制件成形工艺

制件成形工艺可选择两种方案：辊压成形和折弯成形，但该厂目前现有生产压力设备仅仅局限于板料折弯机，因此，我们从经济上的合理性与技术上的可能性出发，分析认为，制件在折弯机上折弯成形不仅节省投资，而且能够有效利用和发挥该厂现有生产设备的作用。

制件成形过程可分为 10 个工步，如图 2 所示 ((1) － (10) 为制件成形工序步骤 ) 。首先，完成各 U 形槽的顺序折弯和压制，在此成形过程中 U 形槽两边产生板料的位移和误差将严重影响制件精度要求，因此， U 形槽折弯成形过程中，实现其单向压边是十分必要的。然后逐步完成各直角边的折弯成形，而各直角边的成形需要在 V 形槽中来完成。为此，我们设计制造了组合折弯模以完成对制件各工步的折弯成形。

图 2 制件成形工艺过程

二、模具的结构形式及其工作原理

1. 模具的结构形式

母线槽成形组合折弯模由组合上模、下模与下模换位机构以及液压系统三个部分组成，如图 3 所示。组合上模主要包括主压模 1 ，副压模 4 ，复位弹簧 10 及预压小油缸 2 等几部分。副压模安装在主压模导槽内，由复位弹簧及预压小油缸作用实现上下滑动，上模在折弯机上的安装形式与普通折弯模具的安装形式是相同的。下模主要包括下模体 5 ，顶出杆 6 ，复位弹簧 9 ，换位柱塞缸 13 ，换位基座 7 等部分。同理，下模换位机构在折弯机工作台上的安装与普通折弯下模的安装形式是相同的，而下模体在换位柱塞缸的作用下可移动换位，其换位精度可由定位杆 12 调节精确定位。

图 3 组合折弯模的结构形式
1. 主压模 2. 预压油缸 3. 柱塞 4. 副压模 5. 下模体 6. 顶出杆 7. 换位基座 8. 螺钉 9. 复位弹簧 10. 复位弹簧 11. 螺钉 12. 定位杆 13. 换位柱塞缸

为不影响主机性能和主机工作参数，实现副压模预压及下模换位动作，组合折弯模配置了独立的液压系统，图 4 为其液压原理图，副压模预压力由阀 9 调定。

图 4 液压原理图
1. 油泵 2. 电机 3. 压力表 4 ， 9. 溢流阀 5. 电磁阀 6. 电磁阀 7 ， 8. 节流阀

2. 组合折弯模的工作原理

首先，下模体处于图示工作位置，主压模完成母线槽的第一个 U 形槽的折弯压制，上模返程，下模顶出杆顶出板料，板料进入第二个工位，组合上模下行，副压模首先下压实现对板料的压边，控制其板料单向移动，然后，主压模再次完成第二个 U 形槽的成形。同理，板料依次进入下一个工位完成各 U 形槽的折弯成形。然后，换位油缸动作推动下模体换位，下模体 V 形槽处于工作位置，此时，组合上模副压头在复位弹簧作用下复位，制件各直角边的折弯成形在 V 形槽中顺序完成。制件成形过程中板料的送进距离可由折弯机挡料器控制，以保证制件精度。

三、模具设计要点

(1) 组合上模分段设计，既方便机械加工和热处理，保证模具质量，同时便于上模的组装与更换。

(2) 合理选择主压模和副压模与下模体 U 形槽之间的合模间隙，间隙的大小是影响制件精度的主要因素，间隙越大，制件精度越差，但间隙太小会造成拔模困难或使制件表面产生擦痕。这里，间隙的大小是通过多次试验和修模来确定的。

(3) 保证主压模左右两处台肩和下模体 U 形槽顶面的高度一致是十分必要的，而且，其左右台肩圆角大小也会直接影响制件精度和质量，圆角越大或左右台肩高度不一致，压边效果就越不理想，而圆角太小会使制件表面产生较大压痕，设计中我们确定台肩圆角为 R0.5 。

(4) 下模体采用整体设计，既保证了各槽加工精度，也便于实现其换位，而且，由于下模是安装在折弯机下工作台面上，因此同时也方便其安装和更换。

四、结论