[发明专利]一种U形大锻件精确连续折弯方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大锻件的弯曲方法，具体的涉及一种可提高U形大锻件尺寸精度和表面质量的精确连 续折弯方法。

背景技术

弯曲成形工艺仍然是制约高质量大锻件弯曲生产的一大难题。U形大锻件在弯曲变形过程中极易造成 载荷突变、变形区剧烈减薄、锻件表面擦伤大，U形弯曲臂对称性差的问题，锻件整体质量低下，容易造 成安全隐患。主流技术采用通用设备弯曲预成形辅以冷/热校正工序或者购置昂贵的弯曲专机回避这一技术 难题，导致工艺路线冗长，生产成本极大提高。

因此，对于本领域技术人员来说，开发一种能够在通用锻压设备上实现大锻件精确、无损、高效弯曲 生产的加工工艺，以显著降低生产成本，提升产品质量是十分必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能在通用锻压设备上实施的U形大锻件弯曲加工方法，以克 服现有技术中存在的成形载荷突变、锻件与模具接触区过度擦伤和锻件对称性差的问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种U形大锻件精确连续折弯方法，该方法通过一个弧形入口凹模，和与其匹配的凸模和带折弯导板 的背压模实现，其中所述弧形入口轮廓为完整圆弧的1/4，圆弧半径为100-350mm，弧形入口凹模工作表 面沿运动方向每边均匀布置有3-8个辊轴，凸模下表面外侧沿弯曲轴向布置有两条半径为3-5mm的半圆 柱形定位筋，所述定位筋与锻件中部内表面预压形成的定位凹槽相匹配，所述背压模设置于凹模型腔内部， 其上表面型面轮廓与锻件中部外侧不弯曲区域形状相匹配，下端与液压缸连接提供大小为0.15-0.25倍弯曲 力的恒定背压，所述折弯导板一端以铰链与背压模端部连接，并随凸模下压沿弧形凹模和辊轴表面滑动， 所述弧形入口凹模下部呈燕尾形，并与底座用楔铁紧固，所述底座与凹模燕尾另一端设置有垫片槽，并在 新制模具装配时预装厚度最大为1.0mm的垫片，随着模具的使用，垫片厚度可降低但应不低于0.3mm。该 方法包含以下步骤：

a.将锻件预热到始锻温度，并展开锻造为“一”字型，同时在锻件中部与凸模接触部分的不弯曲变 形区域外侧压半径为4-6mm并贯通锻件宽度方向的定位凹槽；

b.将上述锻件毛坯在预热过的切边模具上切边，切边采用与锻件主体非切边轮廓相匹配的背压模 具，背压力为0.3-0.5倍切边力，保证切边后锻件的平直度和对称性；

c.将切边后的余热毛坯立即放置到弧形入口凹模上方，由背压模以及相连的两个折弯导板构成的水 平定位空间内，并通过背压模型面轮廓实现与锻件中部不弯曲区形状的粗定位，随后压力机带动 凸模加压于锻件毛坯，配合背压液压缸活塞杆沿锻件水平方向的轻微抖动完成定位筋与定位凹槽 的咬合和压紧，并使锻件毛坯与背压模紧密贴合实现精确定位；

d.压力机带动凸模继续下压，折弯导板随下压过程进行以铰链为旋转轴，沿凹模弧形入口轨迹带动 锻件弯曲部位进行连续折弯变形，当锻件达到预定的弯曲角度后连续折弯过程结束；

e.压力机带动凸模回程，随凸模上升背压模带动折弯导板沿弧形轨迹运动并展开回复到水平状态， 锻件脱模并得到具有所需弯曲角度的锻件成品。

进一步，所述沿凹模弧形布置的辊轴呈哑铃型，其工作半径为15-40mm，辊轴与折弯导板接触的表面 预留有深度为8-10mm的矩形沟槽，沟槽宽度相对折弯导板宽度单边预留1-3mm间隙，且沟槽入口做倒 角处理，以保证折弯导板在沟槽构成的轨道内运动。

进一步，为保证弯曲过程锻件与折弯导板良好的位置关系，所述折弯导板与锻件接触的表面预留有深 度为锻件厚度1/3-2/3的沟槽，沟槽宽度相对锻件宽度单边预留3-5mm间隙，且沟槽入口做倒角处理。从 锻件初始定位到弯曲完成，都保证锻件位于折弯导板的定位沟槽内，沟槽单边预留的间隙用于容纳由于锻 件变形带来的展宽。

进一步，所述折弯导板长度取1/2锻件弯曲臂长度与铰链和弧形入口凹模平面段水平距离的较大值， 厚度需保证折弯导板在制作沟槽后有足够的刚度，在折弯过程中不发生变形和破坏。

进一步，区别于现有技术，在本申请所述的U形大锻件精确连续折弯方法中锻件并不直接与弯曲凹模 及其辊轴接触，而是由折弯导板引导锻件沿弯曲凹模弧线轮廓轨迹运动。由于折弯导板反复与凹模及其辊 轴摩擦，为保证弯曲精度及使用寿命，所述折弯导板选用热作模具钢并辅以表面硬化处理，保证表面硬度 不低于60HRC。