CN108380708A - 一种特厚板弯扭零件的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特厚板弯扭零件的制作方法，该方法包括：根据目标弯扭零件展开图，设计带有折弯余量的零件样板，并且，在零件样板上标注的折弯线的垂直方向上，该折弯余量的外缘尺寸等于下模具的开档尺寸，然后利用折弯设备将零件样板压弯成预设的形状，再切除压弯后的零件样板的工艺余量，即可得到与目标弯扭零件形状相同的弯扭零件。本发明提供的特厚板弯扭零件的制作方法可操作性强且成本低。

Description

一种特厚板弯扭零件的制作方法

技术领域

本发明涉及工件制造领域，尤其涉及一种特厚板弯扭零件的制作方法。

背景技术

在钢结构的设计中，弯扭零件作为一种异形零件有着广泛的应用空间，例如在伸臂桁架的节点区域，当钢柱主体的截面发生变化时，在其变截面范围内的牛腿腹板需要同步实现弯扭，以保证钢柱主体和牛腿对齐。由于节点区的零件板厚往往较大，并且为保证构件的制作精度，实现弯扭的零件尺寸不会太大。

现有技术中，特厚板(板厚大于60毫米)弯扭零件的制造方法一般是根据经验法预留料件余量，然后在折弯机上直接对料件进行冲压操作，但是预留的余量过多会造成工件材料的大量浪费，提高零件的成本，过少则容易导致弯扭零件的形状和精度不符合要求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种特厚板弯扭零件的制作方法，可以解决现有技术中根据经验法预留余量会导致成本过高或弯扭零件的形状和精度不符合要求的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种特厚板弯扭零件的制作方法，该方法包括：

根据目标弯扭零件展开图，设计带有折弯余量的零件样板，在所述零件样板上标注的折弯线的垂直方向上，所述折弯余量的外缘尺寸等于下模具的开档尺寸；

利用折弯设备将带有折弯余量的所述零件样板压弯成预设的形状；

切除压弯后的所述零件样板的工艺余量，得到与目标弯扭零件的形状相同的弯扭零件。

根据本发明提供的特厚板弯扭零件的制作方法，在零件样板上标注的折弯线的垂直方向上，预留有外缘尺寸等于下模具的开档尺寸的折弯余量，因此在将零件样板压弯的过程中，该零件样板可完全覆盖下模具的开档，使得下模具对该零件样板上的折弯线两侧的外缘部分均具有支撑作用，避免零件样板受力不均匀造成折弯线偏移的问题，从而保证压弯成型后的弯扭零件的形状符合要求，并且，根据本方法预留的折弯余量可以最大限度地避免材料的浪费，降低零件的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例提供的特厚板弯扭零件的制作方法的流程图；

图2为本发明第二实施例提供的特厚板弯扭零件的制作方法的流程图；

图3为本发明第二实施例提供的零件样板图；

图4为为本发明第二实施例提供的特厚板弯扭零件的示意图；

图5为本发明第二实施例提供的目标弯扭零件展开图；

图6为图5中的目标弯扭零件的1-1向剖面图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，为本发明第一实施例提供的特厚板弯扭零件的制作方法的流程图，该方法包括：

步骤101、根据目标弯扭零件展开图，设计带有折弯余量的零件样板，在零件样板上标注的折弯线的垂直方向上，折弯余量的外缘尺寸等于下模具的开档尺寸。

为方便零件样板加工，同时避开、减少或修正各种不利影响，人为留出计划外的且多余的部分称为余量，在本发明实施例中，零件样板上的折弯余量的平面尺寸等于零件样板的平面尺寸与目标弯扭零件展开图的平面尺寸之差，可用于避免由于零件样板受力不均匀造成的折弯线偏移的问题。

需要说明的是，由于折弯设备的冲压模具具有开档结构，若零件样板上不设置折弯余量，冲压下模不能对零件样板的外缘部分进行完全支撑，故零件样板在冲压力的作用下，其折弯线会偏移，且冲压的压力越大，折弯线的偏移情况越严重。又由于料件的板厚越大，折弯时需要的压力越大，故厚板料件受压时折弯线会产生严重的偏移，从而导致零件的形状和弯扭精度不符合要求。

在本发明实施例中，以目标弯扭零件展开图为基础设计新零件的零件样板，零件样板上预留的折弯余量是由折弯模具的尺寸决定的，并且，在折弯线的垂直方向上，折弯余量的外缘尺寸等于下模具的开档尺寸，不仅解决了料件弯折时折弯线偏移的问题，还可以最大限度地避免材料的浪费。

步骤102、利用折弯设备将带有折弯余量的零件样板压弯成预设的形状。

将该带有折弯余量的零件样板放置在折弯设备上，由于折弯余量的外缘尺寸等于下模具的开档尺寸，因此该零件样板可覆盖折弯设备的下模具的开档，从而当折弯设备给零件样板施加压力时，下模具对零件样板的折弯线两侧的外缘部分都有可靠的支撑作用，避免了零件样板的折弯线偏移，从而将该零件样板压弯成预设的形状。

步骤103、切除压弯后的零件样板的工艺余量，得到与目标弯扭零件的形状相同的弯扭零件。

与目标弯扭零件的形状相比较，压弯成型后的零件样板上的与该目标弯扭零件在对应位置处不能重合的部分，即为工艺余量，切除压弯后的零件样板上的工艺余量，即可得到与目标弯扭零件的形状相同的零件。

在本发明实施例中，由于在零件样板上标注的折弯线的垂直方向上，预留有外缘尺寸等于下模具的开档尺寸的折弯余量，因此在将零件样板压弯的过程中，该零件样板可完全覆盖下模具的开档，使得下模具对该零件样板上的折弯线两侧的外缘部分均具有支撑作用，避免零件样板受力不均匀造成折弯线偏移的问题，从而保证压弯成型后的弯扭零件的形状符合要求。并且，根据本发明实施例中预留的折弯余量可以最大限度地避免材料的浪费，降低零件的成本。

请参阅图2，为本发明第二实施例提供的特厚板弯扭零件的制作方法的流程图，该方法包括：

步骤201、通过在目标弯扭零件展开图上的折弯线两侧增加折弯余量，得到零件样板图，并且，在折弯线的垂直方向上，折弯余量的外缘尺寸等于下模具的开档尺寸。

需要说明的是，目标弯扭零件展开图是按目标弯扭零件的中径展开的平面图。

在本发明实施例中，通过TEKLA软件等对目标弯扭零件建模，考虑到料件板厚的影响，在输入准确的料件厚度及折弯半径后，将该目标弯扭零件模型按中径展开，准确来说是按中性层展开后投影到二维平面上，即可得出该目标弯扭零件展开图，并在该展开图上显示折弯线的位置。由于中性层的尺寸对应于目标弯扭零件的实际展开长度，因此目标弯扭零件展开图的尺寸精度极高。

请参阅图3，为本发明第二实施例提供的零件样板图，该零件样板图是在目标弯扭零件展开图的基础上增加折弯余量后得到的平面图，图中的划线阴影部分即为折弯余量，且该折弯余量的范围(包括位置、形状和大小等)与折弯设备的下模具的开档有关。

本发明实施例是以目标弯扭零件展开图为基础设计新的零件样板图，该零件样板图的折弯线即目标弯扭零件展开图上标注的折弯线，并且，在零件样板图上预留的折弯余量的范围不小于折弯模具的开档尺寸，并且，在折弯线的垂直方向上，折弯余量的外缘尺寸等于下模具的开档尺寸。

进一步地，在折弯线的平行方向上，折弯余量的外缘尺寸与该折弯线的长度相同。

步骤202、按照零件样板图的轮廓放样、下料后得到零件样板，并在零件样板上标记折弯线的痕迹。

进一步地，零件样板和目标弯扭零件的板厚相同。

需要说明的是，以零件样板图的轮廓放样、下料后得到零件样板，且该零件样板的板厚与目标弯扭零件相同，因此，将该零件样板正确固定在折弯模具上时，该零件样板的覆盖范围不小于下模具的开档，零件样板通过折弯余量与折弯设备的下模胎架接触，增加了零件样板的受力点，因此在弯折过程中，冲压下模对零件样板上的折弯线两侧的外缘部分都有可靠的支撑作用，使得零件样板上的折弯线痕迹周围的区域可均匀受力，避免折弯线偏移。

步骤203、对零件样板预热，且预热范围包括折弯线痕迹的两侧各2倍样板板厚的宽度，预热温度不超过样板材料的回火脆性的温度。

由于厚钢板的致密程度较低，拉抗强度较小，厚板料件在压弯时容易折断，因此在将特厚板零件样板压弯前，局部预热是一道必不可少的工序。一般来说，随着温度的升高，钢板的硬度降低，韧性提高，均匀预热使该零件样板在预热范围内的抗压能力减小，更易于折弯。但由于轧钢工艺不同导致钢材料出现回火脆性的温度不同，在对零件样板预热时，施加的温度需要避免处于该零件材料的回火脆性的温度范围。在本实施例中，预热温度应在100℃～200℃，可以避免零件表面产生裂纹甚至断开。

可作参考的是，本发明实施例结合实际案例与实践经验，得出结论：在相同的折弯设备与模具上直接对钢板上的折弯线施力，当零件板厚小于40毫米(mm)时，折弯线的偏移程度在允许偏差之内，可以不预留折弯余量；零件板厚为40～60mm时，折弯线偏移较大，对弯扭精度要求不高的项目勉强可用；当零件板厚超过60mm时，折弯线偏移过大，已完全无法满足要求，需要根据本方案加设合理的折弯余量。

步骤204、利用折弯设备将零件样板压弯成预设的形状。

进一步地，将零件样板放置于折弯设备的模具上，且零件样板上的折弯线痕迹与下模具的开档的中心轴线重合。

可选地，在本发明实施例中，可采用液压机等折弯设备及相应的冲压模具完成料件的折弯工序。该冲压模具的上模为冲压头模具，下模为成型槽模具，且下模具的成型槽与上模具的冲压头相对应。

具体地，将待折弯的零件样板放置在成型槽上端的预设位置，并使零件样板上的折弯线的痕迹与成型槽的中心轴线重合，以使冲压上模下压时，冲压头的中线的投影，也即压痕的位置与折弯线重合。

进一步地，在折弯设备的控制面板上输入与目标弯扭零件对应的各项精度参数，并启动折弯设备，以将零件样板压弯成型。

在实际应用中，通过在设备的控制面板上输入与目标弯扭零件对应的各项精度参数，然后启动液压装置，上模冲压头在冲压装置的带动下对零件样板进行冲压，在上、下模具的作用力和反作用力下，零件样板被压弯成型。

步骤205、切除压弯后的零件样板的工艺余量，得到与目标弯扭零件的形状相同的弯扭零件。

对比目标弯扭零件的形状，切除压弯后的零件样板上的与目标弯扭零件在对应位置处不能重合的部分，即工艺余量部分，即可得到弯扭零件，且该弯扭零件与目标弯扭零件的形状相同。该弯扭零件与目标弯扭零件的零件厚度也相同。

需要说明的是，判断由第一实施例和第二实施例提供的方法制造的特厚板弯扭零件是否合格，可以通过获取该特厚板弯扭零件的弯扭参数以及目标弯扭零件的弯扭参数，当两者之间的误差值不大于预设的公差值时，该特厚板弯扭零件可视为合格。

具体地，请参阅图4，为本发明第二实施例提供的特厚板弯扭零件的示意图，该特厚板弯扭零件是根据本发明实施例中提供的制作方法得到的。

已知不在同一条直线上的三点即可确定一个平面，如图4所示的特厚板弯扭零件是以ABC平面为参考面，以ACD平面为折弯面实现弯扭的，折弯面ACD与参考面ABC相交于折弯线AC。

将D点在参考面ABC上的投影记为E点(图4中未示出E点)，测量线段DE的长度，该长度的数值就是图4中的特厚板弯扭零件的折弯面ACD相对于参考面ABC的最大高度，即第一弯扭参数，用于检测该特厚板弯扭零件的弯扭精度。E点在折弯线AC上的垂足记为F点(图4中未示出F点)，由空间几何知识可知，∠DFE是折弯面ACD与参考面ABC相交的夹角。

可选地，该弯扭零件的折弯面ACD与参考面ABC相交的夹角∠DFE也可以用于作为其弯扭精度的一个判断标准，但由于角度的误差需要精确到小数点后至少两位，因此角度参数多应用于高精度要求的零件，本实施例仅以线段DE的数值作为零件的弯扭精度的主要评判标准。

请参阅图5和图6，图5为本发明第二实施例提供的目标弯扭零件展开图，图6为图5中的目标弯扭零件的1-1向剖面图。

如图5所示，该目标弯扭零件展开图是一个不规则的四边形A’B’C’D’，与图4所示的待测弯扭零件的各个平面对应，该目标弯扭零件的折弯面A’C’D’与参考面A’B’C’相交于折弯线A’C’。

如图6所示的目标弯扭零件的折弯面A’C’D’相对于参考面A’B’C’的最大高度(图6中未示出点A’)，为D’点相对于参考面A’B’C’的高度，该高度的数值即为第二弯扭参数，用于检测目标弯扭零件的弯扭精度。

当第一弯扭参数与第二弯扭参数的误差，即高度差的绝对值不大于3mm时，判断待测弯扭零件与目标弯扭零件的公差在允许范围内，即认为该待测弯扭零件合格。可以理解的是，由于不同的钢件的性质不同，对其精度的评判标准也不尽相同。

在本发明实施例中，弯扭零件在形状和弯扭精度等方面符合对目标弯扭零件的需求，因此，根据本发明实施例提供的方法得到的弯扭零件可以作为目标弯扭零件的替代零件。并且，本发明实施例提供的方法可操作性强，成本低。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上为对本发明所提供的一种特厚板弯扭零件的制作方法的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种特厚板弯扭零件的制作方法，其特征在于，所述方法包括：

根据目标弯扭零件展开图，设计带有折弯余量的零件样板，在所述零件样板上标注的折弯线的垂直方向上，所述折弯余量的外缘尺寸等于下模具的开档尺寸；

利用折弯设备将带有折弯余量的所述零件样板压弯成预设的形状；

切除压弯后的所述零件样板的工艺余量，得到与目标弯扭零件的形状相同的弯扭零件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据目标弯扭零件展开图，设计带有折弯余量的零件样板，在所述零件样板上标注的折弯线的垂直方向上，所述折弯余量的外缘尺寸等于下模具的开档尺寸包括：

通过在目标弯扭零件展开图上的折弯线两侧增加折弯余量，得到零件样板图，并且，在所述折弯线的垂直方向上，所述折弯余量的外缘尺寸等于下模具的开档尺寸；

按照所述零件样板图的轮廓放样、下料后得到零件样板，并在所述零件样板上标记所述折弯线的痕迹。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述折弯线的平行方向上，所述折弯余量的外缘尺寸与所述折弯线的长度相同。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述零件样板和所述目标弯扭零件的板厚相同。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用折弯设备将带有折弯余量的所述零件样板压弯成预设的形状之前包括：

对所述零件样板预热，且预热范围包括折弯线痕迹的两侧各2倍样板板厚的宽度，预热温度不超过样板材料的回火脆性的温度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用折弯设备将所述零件样板压弯成预设的形状包括：

将所述零件样板放置于折弯设备的模具上，且所述零件样板上的折弯线痕迹与下模具的开档的中心轴线重合；

在所述折弯设备的控制面板上输入与所述目标弯扭零件对应的各项精度参数，并启动所述折弯设备，以将所述零件样板压弯成型。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，切除压弯后的所述零件样板的工艺余量，得到与目标弯扭零件的形状相同的弯扭零件包括：

对比目标弯扭零件的形状，切除压弯后的所述零件样板上的与所述目标弯扭零件在对应位置处形状不一致的部分，得到与所述目标弯扭零件的形状相同的弯扭零件。