一种组合折弯板零件的折弯模具及方法

技术领域

本发明涉及板零件加工技术领域，具体而言，涉及一种组合折弯板零件的折弯模具及方法。

背景技术

在发动机上，需要使用很多支架用于电气系统的安装，支架根据实际情况会具有复杂结构，例如在一些发动机上，需要设置“Z”形和“L”形组合弯曲的组合折弯板零件，其结构参见附图1至附图3所示，组合折弯板零件3由一个整体板件弯折而来，主要包括中间板31、左上折板32、前上折板33和后下折板34四部分，其中前上折板33和后下折板34分别位于中间板31的前后两侧，并分别向上和向下弯折，三者构成了一个“Z”字形结构，其中前上折板33和后下折板34都垂直于中间板31。左上折板32位于中间板31左侧，并向上弯折，左上折板32与中间板31构成一个“L”字形结构，且两者夹角为110°。该组合折弯板零件3在发动机装配中属于典型的中厚板折弯支架，用于发动机电气系统的安装支撑，需与电气系统中管路装配无干涉，尺寸精度要求高。

由于上述组合折弯板零件3为“Z”形和“L”形组合弯曲，零件几何形状不对称，采用常规折弯方式难以一次折弯成型，在弯曲过程中坯料容易产生滑动和偏移，并且现有弯折加工工艺中，一般采用三A弹簧来提供压边力，该零件同时由于三A弹簧的载荷曲线是呈线性分布的，一方面弹簧必须压缩到80％以上才能达到压料力的要求，在弯曲过程中会因为压料力不足而导致坯料产生滑动和偏移，造成弯曲尺寸不合格；另一方面，根据计算需选用的弹簧比较长(200mm)，必造成模具整体闭合高度增高，头重脚轻的结果，给搬运过程带来安全隐患。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种组合折弯板零件的折弯模具及方法，能够对复杂形状的组合折弯板零件进行折弯加工，加工时压紧力大，零件不滑移，大大提高零件加工质量和效率。

为实现上述目的，本发明提供一种组合折弯板零件的折弯模具，所述组合折弯板零件包括中间板、位于中间板左侧的左上折板、以及分别位于中间板前后两侧的前上折板和后下折板，所述左上折板、前上折板和后下折板与中间板之间的夹角分别为θ

进一步地，所述前上折板和后下折板都垂直于中间板，α

进一步地，所述左上折板与中间板夹角θ

进一步地，所述下模机构包括下模座板，所述下模座板中设有下导向孔，所述顶块下端固定连接有顶杆，所述顶杆设置在下导向孔中；所述顶杆下端与下模座板相抵时位于其下止位。

进一步地，所述下模机构中还设有位于顶块前后左右侧且与顶块保持贴靠的垫板。

进一步地，所述顶块前侧还与前阴模块位于前弯折成型面下方的部分保持贴靠。

进一步地，所述上模机构包括上模座板和限位杆，所述主冲头、氮气弹簧和后冲头都安装于上模座板，并随上模座板上下移动，所述限位杆固定于上模座板，合模时限位杆与下模座板相抵。

进一步地，所述顶块位于其上止位时中间定位平面齐平于左阴模块和前阴模块的上端面。

本发明还提供一种组合折弯板零件的折弯方法，包括以下步骤：

S1、加工好组合折弯板零件的折弯前坯板，折弯前坯板中的中间板、左上折板、前上折板和后下折板位于同平面，中间板上加工出限位孔；

S2、采用上述的折弯模具对折弯前坯板进行弯折：

S21、将折弯前坯板的中间板放置到开模状态的折弯模具的顶块上，左上折板和前上折板分别位于左阴模块和前阴模块上侧，后下折板伸出于顶块后侧，中间板下表面与中间定位平面贴合，且限位孔套装在限位块上，通过限位块限制折弯前坯板不能在中间定位平面上移动和转动；

S22、开始合模操作，上模机构下行，主冲头的中间压平面先压在中间板上，然后继续下行并推动顶块，氮气弹簧开始被压缩，顶块到达下止位后停止下行，前上折板被向上弯折并贴靠在前阴模块的前弯折成型面上，左上折板被向上弯折并贴靠在左阴模块的左弯折成型面上；上模机构继续下行到合模状态，后冲头压着后下折板向下弯折，且后下折板与后压平面贴靠；合模状态时折弯前坯板被弯折得到成型的组合折弯板零件；

S23、上模机构上行，顶块上升，将成型后的组合折弯板零件顶出，顶块回到上止位。

本发明的组合折弯板零件的折弯模具及方法，具有以下有益效果：

1、能够对形状复杂的组合折弯板零件进行折弯，通过设置氮气弹簧，在小的折弯冲压行程时具有大的弹力，方便模具设计和制造，并确保对折弯前坯板的预压效果，在折弯过程中折弯前坯板不易产生滑动和偏移，弯曲尺寸能够完全符合设计和工艺要求，且无需钳工校正，大大提高零件加工质量和效率。

2、在模具设计时考虑了回弹问题，设置相关成型面时加入了反弹修正角，能够更好提升折弯效果。

附图说明

图1为本发明中的组合折弯板零件的前视图。

图2为图1中的A向视图。

图3为本发明中的组合折弯板零件的俯视图。

图4为本发明的折弯模具沿左右方向的剖视图。

图5为本发明的折弯模具沿前后方向的剖视图。

图6为本发明中的主冲头、顶块和左阴模块在开模时的示意图。

图7为本发明中的主冲头、后冲头、顶块和前阴模块在开模时的示意图。

图8为本发明中的顶块处于下止位时的结构示意图。

图9为本发明的折弯模具合模时主冲头与折弯前坯板接触时的工作示意图。

图10为本发明的折弯模具合模时主冲头与折弯前坯板接触时的工作示意图。

图11为本发明中的中间板的限位孔与顶块上的限位块的配合示意图。

图12为本发明中的主冲头、顶块和左阴模块在合模时的工作示意图。

图13为本发明中的主冲头、后冲头、顶块和前阴模块在合模时的工作示意图。

元件标号说明

1下模机构

11 顶块

111中间定位平面

112限位块

113后弯折成型面

12 左阴模块

121左弯折成型面

13 前阴模块

131前弯折成型面

14 顶杆

15 下模座板

16 垫板

17 右挡块

2上模机构

21 主冲头

211中间压平面

212左压平面

213前压平面

22 氮气弹簧

23 后冲头

231后压平面

24 上模座板

25 导向杆

26 限位杆

3组合折弯板零件

31 中间板

311限位孔

32 前上折板

33 后下折板

34 左上折板

4折弯前坯板

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图13所示，本发明提供了一种组合折弯板零件3的折弯模具，组合折弯板零件3包括中间板31、位于中间板31左侧的左上折板34、以及分别位于中间板31前后两侧的前上折板32和后下折板33，左上折板34、前上折板32和后下折板33与中间板31之间的夹角分别为θ

在本发明中，由于折弯后组合折弯板零件3折弯后悔具有一定的回弹问题，根据组合折弯板零件3的材质、以及θ

采用本发明的折弯模具进行组合折弯板零件3的折弯方法包括以下步骤：

S1、加工好组合折弯板零件3的折弯前坯板4，折弯前坯板4中的中间板31、左上折板34、前上折板32和后下折板33位于同平面，也即此时尚为一块整体平直板，中间板31上加工出限位孔311，限位孔311的形状与大小与折弯模具中的顶块11上的限位块112相适配。

S2、采用上述的折弯模具对折弯前坯板4进行弯折：

S21、将折弯前坯板4的中间板31放置到开模状态的折弯模具的顶块11上，如图9和图10所示，优选地，此时中间定位平面111齐平于左阴模块12和前阴模块13的上端面，左上折板34和前上折板32分别贴靠左阴模块12和前阴模块13上侧面上，后下折板33伸出于顶块11后侧，中间板31下表面与中间定位平面111贴合，且限位孔311套装在限位块112上，如图11所示，通过限位块112限制折弯前坯板4不能在中间定位平面111上移动和转动，这样在后续的合模弯折过程中，折弯前坯板4不会出现滑移问题。具体地，在使用时，可将折弯模具的上模机构2和下模机构1分别固定到机床台面上，利用油压机本身的顶出油缸来驱动顶块11上升到其上止位。

S22、开始合模操作，上模机构2下行，主冲头21的中间压平面211先压在中间板31上，然后继续下行并推动顶块11，中间板31被夹紧在顶块11与主冲头21之间，氮气弹簧22开始被压缩，顶块11到达下止位后停止下行，主冲头21推动折弯前坯板4和顶块11下行过程中，前上折板32与前阴模块13的前弯折成型面131接触而被向上弯折，并最终贴靠在前弯折成型面131上，同时前压平面213压在前上折板32的上表面，同理地，左上折板34与左阴模块12的左弯折成型面121接触而被向上弯折，并最终贴靠在左弯折成型面121上，同时左压平面212压在左上折板34的上表面；上模机构2继续下行到合模状态，后冲头23相对于主冲头21下行，然后后冲头23接触后下折板33，并压着后下折板33向下弯折，且后下折板33与后压平面231贴靠，后下折板33被压在后压平面231与后弯折成型面113之间；合模状态时，折弯前坯板4被弯折得到成型的组合折弯板零件3，此时中间定位平面111、左弯折成型面121、前弯折成型面131和后弯折成型面113组成的阴模型面与组合折弯板零件3朝下的表面相适配，同时中间压平面211、左压平面212、前压平面213和后压平面231组成的阳模型面与组合折弯板零件3朝上的表面相适配，阳模型面与阴模型面距离为组合折弯板零件3厚度。在合模过程中，氮气弹簧22对主冲头21提供足够大的弹力，从而保证冲压折弯效果。

S23、上模机构2上行，顶块11上升，将成型后的组合折弯板零件3顶出，顶块11回到上止位，然后将组合折弯板零件3取下即可。

在本实施例中，如图1和图2所示，作为优选设计，左上折板34与中间板31夹角θ

在本实施例中，如图4和图5所示，作为优选设计，下模机构1包括下模座板15，下模座板15中设有下导向孔，顶块11下端固定连接有顶杆14，顶杆14设置在下导向孔中，两者间隙配合，能够对顶块11的上下移动进行导向，顶块11能够在其上止位和下止位之间往复直线运动，顶块11下端与下模座板15相抵时位于其下止位。在本实施例中，顶杆14下端与顶出油缸连接，通过顶出油缸来驱动顶杆14和顶块11上下移动，并保持在其上止位。此外，在其他的实施例中，也可以设置复位弹簧对顶块11提供向上的弹力，其实上升并保持在其上止位。

在本实施例中，如图4和图5所示，作为优选设计，下模机构1中还设有位于顶块11前后左右侧且与顶块11保持贴靠的垫板16，能够约束顶块11的位置，稳定其运动。前阴模块13和左阴模块12都设置在垫板16。进一步地，在顶块11后侧的垫板16上还固定设有一个右挡块17，顶块11右侧能够与右挡块17接触，同时，主冲头21在下行时后侧面能够与右挡块17间隙配合，起到稳定导向作用。优选地，顶块11前侧还与前阴模块13位于前弯折成型面131下方的部分保持贴靠，以保证前上折板32与中间板31的连接弯角处满足要求。

在本实施例中，如图4和图5所示，作为优选设计，上模机构2包括上模座板24和限位杆26，主冲头21、氮气弹簧22和后冲头23都安装于上模座板24，并随上模座板24上下移动，限位杆26固定于上模座板24，合模时限位杆26与下模座板15相抵，从而避免合模时上模机构2下行过度而压坏零件。在本实施例中，具体地，如图4和图5所示，主冲头21通过一个导向组件安装于上模座板24，上模座板24中开设有上导向孔，导向组件包括设置在上导向孔中的导向杆25、以及固定于导向杆25的连接板，主冲头21固定于连接板下端，主冲头21相对上模座板24上下移动时，导向杆25在上导向孔中滑动，两者配合起到稳定导向作用。氮气弹簧22两端分别与主冲头21和上模座板24连接。后冲头23上端固定于上模座板24。

在本实施例中，通过折弯模具对组合折弯板零件3折进行折弯加工时最大弯曲行程为32mm，通过设置氮气弹簧22来对主冲头21提供弹性压力，氮气弹簧22具有体积小、弹力大、行程长、工作平稳的有点，制造精密，使用寿命(一百万次)高，弹力曲线平缓，不需要预紧力等，在较小的压缩量时提供大的弹性力，能够方面模具设计和制造，方便模具安装和调整，延长模具的使用寿命，确保产品质量的稳定。该氮气弹簧22的压缩量为0时，就有9000N的压紧力，载荷曲线比较平缓，能满足该零件压料力的要求。

本发明的组合折弯板零件的折弯模具及方法，具有以下有益效果：

1、能够对形状复杂的组合折弯板零件3进行折弯，通过设置氮气弹簧22，在小的折弯冲压行程时具有大的弹力，方便模具设计和制造，并确保对折弯前坯板4的预压效果，在折弯过程中折弯前坯板4不易产生滑动和偏移，弯曲尺寸能够完全符合设计和工艺要求，且无需钳工校正，大大提高零件加工质量和效率。

2、在模具设计时考虑了回弹问题，设置相关成型面时加入了反弹修正角，能够更好提升折弯效果。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。