前言:货车检修过程中遇到许多长板料多道折弯件,例如C64型敞车配件横带、P70型棚车配件门檐等产品,均属于长厚板料多道折弯件,针对这些配件折弯过程中遇到的一些技术难点及产品质量问题,工艺技术人员与操作者共同分析研究,研制合理操作工艺,改善质量缺陷,解决此类问题的折弯成型的瓶颈问题。
1 长厚板料多道折弯件生产过程跟踪
与汽车用钣金筋折弯件不同的是铁路货车用零部件均是厚板料,长厚板料多道折弯一般由折弯机利用鹅颈折弯胎进行弯曲,可成型L型、Z型、N型、U型、 挂钩型、π字型等形状。因折弯过程中经常出现定位困难、宽度或厚度与模具干涉等问题,导致多道折弯件制作困难,本文主要针对π字型件长厚板料折弯的操作难点、折弯工艺策划、定位工装的设计以及折弯过程质量控制进行分析说明。
跟踪长厚板料折弯件实际生产过程,如四道折弯线产品C64型敞车配件横带见图1,折弯后呈π字形状,材质为09CuPTiRE,材料厚度6mm,长度2770±2mm。测量成型后C64横带产品尺寸,发现批量生产存在以下问题:①产品出现扭曲、折弯裂纹、产品尺寸超差等问题。综合上述,发现
长厚板料多道折弯过程中,折弯件产品质量不稳定,折弯步骤复杂、操作难度大,效率低、劳动强度大,因此,我们提出针对长厚板料折弯成型工艺过程及质量控制进行系统分析,从原材的开卷、预处理、剪切下料、校平及折弯方法技巧等方面逐一展开跟踪分析,优化折弯工艺方案。
2工艺分析及改进措施
2.1设计制作定位工装
优化工艺过程,增加定位工装是解决该症结的主要途径。利用数控折弯机原有V型下胎、鹅颈上胎及后定位装置,满足L型折弯,设计操作平台前置定位,完成后续三道弯曲,设计制作定位工装如图2。工装有两个102.5°角度挡板,高度分别为44mm、133mm,用于第二、第三道弯曲,距离折弯胎中心线设置412mm定位台,满足第四道弯曲,新增工艺装备可实现一次上料满足4次折弯过程。
2.2折弯顺序确定
长厚板料折弯的基本顺序原则上是最大限度的方便下一工序的操作,即更容易掌控产品尺寸,更好的依靠定位挡块,更简单的使用模具,使产品成型无障碍,保证关键尺寸。长厚板料多道折弯的顺序应为:由外到内、由小到大、先折特殊形状再折一般形状、前工序成型后对后工序不产生影响或干涉,如图3。需要考虑因素有:折弯胎的圆角R是否符合要求、最后一道折弯是否以刀具剐蹭或磕碰、上一次折弯尺寸能否作为下次折弯的定位基准等。
3质量分析及改进方法
3.1扭曲变形
折弯后出现扭曲变形的主要问题是两端折弯高度不一致,其影响因素有折弯定位不准确、原材料平面度不足、设备压力不均匀、模具镶块高度不一致、板料带圆边或毛刺等,解决措施有:将面定位改为点定位,避免定位端圆边、毛刺等局部凸起引起的偏差。调平板料平面度≤1.8mm,多道折弯后平面度<2mm,不影响组装焊接。核定折弯设备两端油缸压力、高度一致,保证回弹角度、折弯深度一致。检测模具磨损情况,保证合模状态下模具间隙一致,以上措施均可有效改善扭曲变形。
图4
3.2 折弯角度符合图纸要求
长厚板料板料折弯后,因折弯胎模具、设备压力、校平等原因导致长度方向两端角度相差较大。为此,采取以下措施:①角度补偿,折弯机下V槽开口角度设计为88°;②增加加压时长校正法,延长上下模挤压工件的时间,以增加下槽圆角处的塑形变,③多次校平释放内应力法,达到平面度公差要求,保证折弯回弹角度趋向一致。 4 验证
以C64型敞车横带为例,按照展开尺寸442mm剪切下料,保持组织纤维方向垂直折弯线方向,利用折弯模具角度为88°鹅颈上胎和V型槽下胎,安装定位工装,以折弯机后挡板为定位折第一道弯,旋转物料,用第一道弯曲外侧靠紧角度定位装置,折第二道弯,翻转物料,U型口朝下,第一道弯下边缘靠紧中间定位块,折第三道弯,旋转物料,将第二道弯勾住定位装置的角度定位板,折第四道弯。检测成型件各部位尺寸,均合格,且无裂纹及扭曲变形等质量问题,且该工装的使用满足一次上料折四道弯,操作方便、定位精准,尺寸误差小于1mm,减少2次搬倒,提升生产效率。
5 结论
长厚板料折弯展开尺寸影响成型件整体尺寸,必须考虑因弯曲线多、折弯压力过大导致的延长,根据经验,截面积法为长厚板料的最佳展开方法。折弯件尺寸不一致、扭曲变形、回弹不均匀等产品质量问题均与设备精度、模具状态、原材料垂直度和平行度、材料屈服强度等有关,因原材料来料批次不同而各异,需要根据现场实际生产随时调整。定位工装的设计制作很大程度提高生产效率,保证产品质量,降低劳动强度,解决同类折弯件的定位困难问题。
参考文献:
[1]中国模具设计大典.肖祥芷、王孝培主编:第三卷,冲压模具设计. 江西科学技术出版社2002
[2]中车石家庄车辆有限公司工艺制造部主编.剪切下料工艺守则
[3]中车石家庄车辆有限公司工艺制造部.冲压工艺守则
[4]中车石家庄车石家庄车辆有限公司.《货车用金属冷冲压件通用技术条件》.Q/JC 35-178-2013
[5]中华人民共和国铁道部《铁路货车厂修规程》,北京,中国铁道出版社,2012