CN105057464B - 一种圆形工件用的折弯机模具的中模具加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明是申请日为2014年4月8日，专利名称为：一种圆形工件用的折弯机模具以及该模具的加工方法，专利申请号为：2014101384070的专利申请的分案申请。本发明公开了一种圆形工件用的折弯机模具的中模具加工方法，属于模具加工领域。其步骤为：(1)毛坯的原材料准备；(2)锻造毛坯的退火处理；(3)锻造毛坯的初加工，用车床加工成中模具的形状；(4)将中模具(2)加热到300℃后保温，然后再加热到930℃保温，油冷，进行深冷处理，然后回火，回火两次；本发明的新材料配备了特殊的热处理方法，锻造毛坯的退火处理能保证不开裂的情况下进行退火，降低加工难度。

Description

一种圆形工件用的折弯机模具的中模具加工方法

本发明是申请日为2014年4月8日，专利名称为：一种圆形工件用的折弯机模具以及该模具的加工方法，专利申请号为：2014101384070的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明属于模具和折弯领域，具体地说，涉及一种折弯机模具，更具体地说，涉及一种圆形工件用的折弯机模具的中模具加工方法。

背景技术

折弯机模具是折弯机用来加工成型板料的工具，这种工具由各种零件构成，不同的模具构成的零件不同。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。在折弯机压力的作用下通过折弯机上模和下模的互为导向使坯料成为有特定形状和尺寸的工件。在实际生产过程中，企业会根据成型工件形状或尺寸的不同，配置不同凹槽角度的下模。但是随着经济的发展，所要折弯的工件的形状也越来越多样化，这样不同的工件就需要特殊的模具来处理。

例如：中国专利号：200820131108.，公开日：2009年4月22日，实用新型公开了一种折弯模具，其包括一上模和一下模，该下模包括一个凹模底座，该凹模底座的上方两侧分别设有一个凹模调节块，该二个凹模调节块之间形成一凹模，该凹模的开口宽度通过该凹模调节块为能调节设置。由于该凹模的开口宽度为可调节设置，因此该折弯机能压制更多弯曲半径的工件，提高了该凹模的通用性；而且通过简便地调节该凹模地开口宽度，并以多次的较正弯曲来保证工件的压型精度，即便是对于较难控制的大圆弧工件的折弯，也能保证其压型精度。但是该模具只能加工出来一个圆弧，无法完整的加工出来一个封闭式的圆，而且控制复杂，调节精度不高。

中国专利号：201220311573.2，公开日：2013年1月30日，该实用新型公开了一种板材折弯内圆弧成型模具，包括冲头和下模具，该下模具由模具块和底座组成，两模具块为对称固定的双D型结构，两D型模具块的弧面向内，两D型模具块之间形成沟槽，所述冲头下端为锥面结构。所述沟槽宽度为90～100mm，优选为96mm。冲头下端为锥面结构，冲头与沟槽配合使用。该实用新型改进了传统的V型折弯模具，利用该实用新型的模具可以提高折弯成形的生产效率，降低工厂频繁更换折弯模具的劳动工作强度，保证零件要求内圆弧尺寸，效果好。同时，由于折弯机配套折弯模具规格的减少，也进一步压缩了设备的购置及维修成本，但是该模具的加工精度低，更加的无法加工出一个完整的圆。

中国专利号：201220055877.7，公开日：2012年9月19日，该实用新型公开了一种用于折弯机的模具，属于模具领域。它包括上模具、下模具，还包括中模具，所述的上模具的右侧面有一个向左的第一凹槽，上模具的底面是一个弧形凸起；所述的中模具上表面是一个与上模具底面弧形凸起相对应的第二凹槽，中模具的左下方有一个向上凹的半圆形第三凹槽；所述的下模具的上方中间有一个方形第五凹槽，下模具上表面第五凹槽左侧有一个与第三凹槽的直径相等的半圆形第四凹槽；所述的中模具下半部分可以配合插入第五凹槽中；所述的第五凹槽内设置有弹簧。该实用新型具有加工的折弯圆卷形状稳定、结构简单、设计合理、易于制造的优点。虽然该模具性能优异，能完整的加工出来一个封闭式的圆，但是经过我们的大量测试，加工后的工件存在精度不高，尤其是需要进行微调，对该专利文件(中国专利号：201220055877.7)的图5处加工时，工件22的上半部分会偏右，下半部分会偏左，有点接近椭圆的似圆形。所以需要进一步改进。

为此，本发明人设计了一种圆形工件用的折弯机模具，包括上模具、中模具和下模具，所述的上模具的下表面为圆弧形；所述的中模具分为中模上部分和中模下部分；所述的中模上部分的上部设有一个向下凹的第一圆弧凹槽，所述的第一圆弧凹槽为半圆形；所述的中模上部分下方的左侧是中模下部分，中模上部分下方的右侧设有向上凹的第二圆弧凹槽；所述的中模下部分的中部设有一个竖直方向上的向上凹的第一弹簧凹槽；所述的中模下部分的左侧面上设有弧形凸起；所述的下模具的中部设有竖直方向上向下凹的第二弹簧凹槽；所述的第二弹簧凹槽的两侧形成左右两个下模具侧边；所述的第二弹簧凹槽左侧的下模具侧边的右侧面上设有顶球；所述的第二弹簧凹槽右侧的下模具侧边的左侧面上设有水平方向的弹簧凹槽，该弹簧凹槽中设置有第一弹簧；所述的第一弹簧的顶端设有顶珠；所述的第二弹簧凹槽的内部设有第二弹簧，所述的第二弹簧插入中模具中的第一弹簧凹槽。

优选地，所述的第二圆弧凹槽为3/8个圆，分别为左侧为1/4个圆弧，右侧是1/8个圆弧；所述的第三凹槽的左侧为1/4圆形，右侧则是一个平面，该平面与水平方向成60°夹角。

优选地，如果在第二圆弧凹槽与第三凹槽接触时，顶球与弧形凸起接触点的水平方向上建立X轴，同时将中模具的左侧边的竖直方向上建立一个Y轴，设弧形凸起上的任意一点为A，第二圆弧凹槽的半径为R，则A到中模下部分左侧面的水平距离为-X，到X轴的距离为|Y|，则他们之间的关系是

但是使用时，对于上述的模具，性能要求特别高，尤其是中模具的弧形凸起，要求具有较高的硬度和耐磨性，所以需要特殊设计一种新的材料以及工艺。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有折弯机模具在对工件折弯时无法加工出一个完整的圆形以及误差较大的问题，本发明设计了一种圆形工件用的折弯机模具，但是对于该模具，性能要求特别高，尤其是中模具的弧形凸起，要求具有较高的硬度和耐磨性，所以需要特备设计一种新的材料以及工艺，本发明提供一种圆形工件用的折弯机模具的中模具加工方法，其能精确的加工出一个标准的圆形，并且该加工方法加工出来的模具的耐磨性大大提高。

2.技术方案

本发明的目的通过以下技术方案来实现。

一种圆形工件用的折弯机模具的中模具加工方法，其步骤为：

(1)毛坯的原材料准备

中模具采用锻造毛坯制得，该锻造毛坯的组分及质量百分比为：C：1.3％、Cr：14.1％；Mn：0.68％、Si：0.05％、S：≤0.020％、P：≤0.020％、Mo：1.2％、Sc₂O₃：0.07％，余量为Fe；

(2)锻造毛坯的退火处理：

将经步骤(1)中得到的锻造毛坯经过退火炉对其进行退火，其退火温度为870℃，退火时间为5h，在退火炉中冷至450℃后进行空冷；

(3)锻造毛坯的初加工，用车床加工成中模具的形状；

(4)中模具的热处理：

所述的中模具分为中模上部分和中模下部分；所述的中模上部分的上部设有一个向下凹的第一圆弧凹槽，所述的第一圆弧凹槽为半圆形；所述的中模上部分下方的左侧是中模下部分，中模上部分下方的右侧设有向上凹的第二圆弧凹槽；所述的中模下部分的中部设有一个竖直方向上的向上凹的第一弹簧凹槽；所述的中模下部分的左侧面上设有弧形凸起；

将经步骤(3)车加工的中模具加热到300℃后保温2h，然后再加热到930℃保温30min，保温1h后油冷，油冷时需要先将弧形凸起浸入油中30s之后，再将整个中模具放入油中，冷却到室温后，进行深冷处理，深冷处理的温度为-189℃，保持0.5h，然后在360℃的温度下进行回火，回火两次；

(5)将中模具精磨，检测尺寸是否合格。

优选地，所述的步骤(4)中油冷的淬火介质为普通1#淬火油。

优选地，所述的步骤(4)中深冷处理在降温时，填充的气体为体积分数分别为5％氦气+69％氮气，余量为氩气。

3.有益效果

与现有技术相比，本发明有如下显著优点：

(1)本发明的材料选择了C：1.3％、Cr：14.1％；Mn：0.68％、Si：0.05％、S：≤0.020％、P：≤0.020％、Mo：1.2％、Sc₂O₃：0.07％，余量为Fe，特殊的成分设计，提高了材料热处理后的硬度和耐磨性；

(2)本发明的新材料需要配备特殊的热处理方法，锻造毛坯的退火处理能保证不开裂的情况下进行退火，降低加工难度；

(3)本发明的中模具的热处理中，将经步骤(3)车加工的中模具加热到300℃后保温2h，然后再加热到930℃保温30min，精准的分步加热温度控制，保证完全奥氏体化的同时能保证不变形，保温1h后油冷，油冷时需要先将弧形凸起浸入油中30s之后，此步骤能大大提高弧形凸起的耐磨性，再将整个中模具放入油中，冷却到室温后，进行深冷处理，深冷处理的温度为-189℃，保持0.5h，然后在360℃的温度下进行回火，回火两次，得到的工件耐磨性强，并且硬度高；

(4)本发明步骤(4)中深冷处理在降温时，填充的气体的体积分数分别为5％氦气+69％氮气，余量为氩气，这是因为该材料在冷却到150以下时容易产生表层裂纹和微量材料脱落的情况，虽然机理不明，但是我们发现采用体积分数分别为5％氦气+69％氮气，余量为氩气组合的气体时则可以消除该种情况。

附图说明

图1为圆形工件用的折弯机模具上模具的结构示意图；

图2为圆形工件用的折弯机模具中模具的结构示意图；

图3为圆形工件用的折弯机模具下模具的结构示意图；

图4为圆形工件用的折弯机模具加工工件第一步的结构示意图；

图5为圆形工件用的折弯机模具折弯完成时的结构示意图；

图6为圆形工件用的折弯机模具折弯后的工件形状；

图7为圆形工件用的折弯机模具中坐标系建立情况的结构示意图。

图中：1、上模具；2、中模具；21、第一圆弧凹槽；22、第二圆弧凹槽；23、中模下部分；24、第一弹簧凹槽；25、弧形凸起；3、下模具；31、第三凹槽；32、顶珠；33、第一弹簧；34、第二弹簧凹槽；35、第二弹簧；36、下模具侧边；37、顶球；4、工件。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，一种圆形工件用的折弯机模具，包括上模具1、中模具2和下模具3，所述的上模具1的下表面为圆弧形；中模具2分为中模上部分和中模下部分23；中模上部分的上部设有一个向下凹的第一圆弧凹槽21，第一圆弧凹槽21为半圆形；中模上部分下方的左侧是中模下部分23，中模上部分下方的右侧设有向上凹的第二圆弧凹槽22；中模下部分23的中部设有一个竖直方向上的向上凹的第一弹簧凹槽24；中模下部分23的左侧面上设有弧形凸起25；下模具3的中部设有竖直方向上向下凹的第二弹簧凹槽34；第二弹簧凹槽34的两侧形成左右两个下模具侧边36；第二弹簧凹槽34左侧的下模具侧边36的右侧面上设有顶球37；所述的第二弹簧凹槽34右侧的下模具侧边36的上表面上设有第三凹槽31；第二弹簧凹槽34右侧的下模具侧边36的左侧面上设有水平方向的弹簧凹槽，该弹簧凹槽中设置有第一弹簧33；第一弹簧33的顶端设有顶珠32；第二弹簧凹槽34的内部设有第二弹簧35，第二弹簧35插入中模具2中的第一弹簧凹槽24。

第二圆弧凹槽22为3/8个圆，分别为左侧为1/4个圆弧，右侧是1/8个圆弧；第三凹槽31的左侧为1/4圆形，右侧则是一个平面，该平面与水平方向成60°夹角。

弧形凸起25的形状特别重要，一定要达到特定的运动路线才能保证加工后的工件正好如图6所示的工件形状，首先如图7所示，如果在第二圆弧凹槽22与第三凹槽31接触时，顶球37与弧形凸起25接触点的水平方向上建立X轴，同时将中模具2的左侧边的竖直方向上建立一个Y轴，设弧形凸起25上的任意一点为A，第二圆弧凹槽22的半径为R，则A到中模下部分(23)左侧面的水平距离为-X，到X轴的距离为|Y|，则他们之间的关系是R是要加工的工件的半径，也是第二圆弧凹槽22的半径，本实施例的测试数据是R等于50mm。

一种圆形工件用的折弯机模具的中模具加工方法，其步骤为：

(1)毛坯的原材料准备

中模具2采用锻造毛坯制得，该锻造毛坯的组分及质量百分比为：C：1.3％、Cr：14.1％；Mn：0.68％、Si：0.05％、S：≤0.020％、P：≤0.020％、Mo：1.2％、Sc₂O₃：0.07％，余量为Fe；

(2)锻造毛坯的退火处理：

将经步骤1中得到的锻造毛坯经过退火炉对其进行退火，其退火温度为870℃，退火时间为5h，在退火炉中冷至450℃后进行空冷；

(3)锻造毛坯的初加工，用车床加工成中模具2的形状；

(4)中模具2的热处理：

将经步骤3车加工的中模具2加热到300℃后保温2h，然后再加热到930℃保温30min，保温1h后油冷，油冷时需要先将弧形凸起25浸入油中30s之后，再将整个中模具2放入油中，冷却到室温后，进行深冷处理，深冷处理的温度为-189℃，保持0.5h，然后在360℃的温度下进行回火，回火两次；油冷的淬火介质为普通1#淬火油；深冷处理在降温时，填充的气体的体积分数分别为5％氦气+69％氮气，余量为氩气；热处理后硬度达到63HRC，弧形凸起25的硬度达到了64HRC，经检验，金相照片显示存在大量的板状马氏体和大量的弥散碳化物；

(5)将中模具2精磨，检测尺寸是否合格。

工作时，是中模具2插入第二弹簧凹槽34中，则第二弹簧35插入第一弹簧凹槽24，通过上模具1和中模具2的第一圆弧凹槽21将工件4折成如图4所示的形状，然后将工件4放入的第三凹槽31，继续下压中模具2(中模具2的移动是通过上模具1带动，这点属于本领域技术人员所熟知的，在此不再赘述)，中模具2在向下移动的过程中会逐步的向右发生微小的变化，一直压到第二圆弧凹槽22与第三凹槽31接触，结果如图5所示，得到工件如图6所示，最大直径处和最小直径差等于0.02mm，基本可以忽略不计，而中国专利号：201220055877.7的专利的最大直径处和最小直径差等于2mm，本发明具有突出的效果。

Claims (3)

1.一种圆形工件用的折弯机模具的中模具加工方法，所述的中模具(2)分为中模上部分和中模下部分(23)；所述的中模上部分的上部设有一个向下凹的第一圆弧凹槽(21)，所述的第一圆弧凹槽(21)为半圆形；所述的中模上部分下方的左侧是中模下部分(23)，中模上部分下方的右侧设有向上凹的第二圆弧凹槽(22)；所述的中模下部分(23)的中部设有一个竖直方向上的向上凹的第一弹簧凹槽(24)；所述的中模下部分(23)的左侧面上设有弧形凸起(25)；中模具加工步骤为：

(1)毛坯的原材料准备

中模具(2)采用锻造毛坯制得，该锻造毛坯的组分及质量百分比为：C：1.3％、Cr：14.1％；Mn：0.68％、Si：0.05％、S：≤0.020％、P：≤0.020％、Mo：1.2％、Sc₂O₃：0.07％，余量为Fe；

(2)锻造毛坯的退火处理：

将经步骤(1)中得到的锻造毛坯经过退火炉对其进行退火，其退火温度为870℃，退火时间为5h，在退火炉中冷至450℃后进行空冷；

(3)锻造毛坯的初加工，用车床加工成中模具(2)的形状；

(4)中模具(2)的热处理：

将经步骤(3)车加工的中模具(2)加热到300℃后保温2h，然后再加热到930℃保温30min，保温1h后油冷，油冷时需要先将弧形凸起(25)浸入油中30s之后，再将整个中模具(2)放入油中，冷却到室温后，进行深冷处理，深冷处理的温度为-189℃，保持0.5h，然后在360℃的温度下进行回火，回火两次；

(5)将中模具(2)精磨，检测尺寸是否合格。

2.根据权利要求1所述的一种圆形工件用的折弯机模具的中模具加工方法，其特征在于，所述的步骤(4)中油冷的淬火介质为普通1#淬火油。

3.根据权利要求1所述的一种圆形工件用的折弯机模具的中模具加工方法，其特征在于，所述的步骤(4)中深冷处理在降温时，填充的气体为体积分数分别为5％氦气+69％氮气，余量为氩气。