CN114653833B - 一种无痕折弯模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钣金件的加工装置，具体涉及一种无痕折弯模具，包括凸模和凹模，凸模设置在凹模的正上方；凹模包括底座、两个结构相同的翻转板轴座、两个结构相同的翻转板、复位顶板，翻转板轴座对称设置在底座上，翻转板轴座之间具有一定的间隙；复位顶板设置在两个翻转板轴座之间，复位顶板和底座之间设置导向柱，复位顶板下表面设置导向槽，导向柱能够在导向槽内上下滑动；导向柱上表面设置弹性部件，弹性部件的上端与导向槽的上顶面接触，弹性部件的下端与导向柱的上表面接触；翻转板轴座上方设置翻转板。本发明在折弯时翻转板不会产生颤动，使得板料的折弯过程相对平稳，板料的折弯外观质量较好，减少后续处理工序，降低生产成本。

Description

一种无痕折弯模具

技术领域

本发明涉及用于钣金件例如不锈钢、铝薄板、铜板、碳钢板的加工装置，具体涉及一种无痕折弯模具。

背景技术

钣金件的折弯加工是钣金件的常见加工方式，钣金折弯是金属板料在折弯机凸模或凹模的压力下，首先经过弹性变形，然后进入塑性变形的成型过程。通常，凹模具有一定的V型槽，板料折弯后两侧与凹模的侧壁贴合，板料折弯角度与凹模的V型槽的角度相同。在折弯的初始阶段，凸模下压板料，使板料的两侧与凹模接触，此时的接触属于线接触，随着折弯过程的进行，板料与凹模的接触点会随着板料继续折弯而滑移，完成折弯后会有一定时间的保压过程，因此在折弯工序完成后，板料表面具有压痕线，压痕线通常发生在板料与凹模的V槽的槽肩接触的地方，由于板料与槽肩的挤压摩擦导致，故也叫做肩部压痕。

随着产品的高精尖发展，人们对于产品的需求不再局限于功能的实现，还扩展到产品的美观性，因此，对于钣金件的折弯成型质量的要求也逐渐提高，由于对于裸露在产品外部的零部件，压痕对于钣金件的外观影响更加明显。现有技术中减少压痕的方式大概分为四种，第一种方式是将凹模V槽肩部的材料更换为非金属材料，比如尼龙、优力胶等材料，这种方式结构相对简单，更换后的V槽不耐摩擦，容易损耗，容易导致折弯精度不准确。第二种方式是采用无痕压模，即折弯前在凹模和板料之间铺设一层无痕压模，隔断板料与凹模之间的摩擦，无痕压模通常采用橡胶、PVC、PE材质，这种方式成本较低，但是使用寿命很短，更换比较频繁，影响生产效率。第三种方式是将凹模V槽肩部改为滚珠或者滚筒结构，将板料与凹模V槽肩部的滑动摩擦优化为滚动摩擦，进而减少板料与V槽之间的摩擦力，实现无痕折弯，如现有技术CN201744572U公开的一种无痕折弯模，包括上模件和带凹槽的下模件，在所述凹槽内设置有两个横截面呈圆弧形的承载部件，所述凹槽的形状与两个承载部件的形状相适配，所述两个承载部件顶端为平面，位于同一水平面上，所述上模件位于两个承载部件连接处的上方。上述无痕折弯模，采用下模件的凹槽内设置两个横截面呈圆弧形的承载部件，凹槽的形状与两个承载部件的形状相适配，保证了承载部件受力时可发生转动，承载部件的顶端的平面在同一平面上，使得板材与承载部件顶端的平面贴合，保证了对板材进行加工时，板材与承载部件的顶端的平面一直贴合在一起，增大了板材与承载部件的接触面积，减小了压强，不会在板材上产生折痕。但是这种方式容易在滚筒处产生蛇形弯曲，并且使用一段时间后会发生滚筒卡住不转的情况，影响生产效率。

为此，人们又开发出第四种无痕折弯方式，将凹模V槽肩部改为翻转结构，翻转结构相对于滚筒结构增加了板料与V槽的接触面积，避免了蛇形弯曲。如现有技术CN105107961A公开的一种无痕折弯模具，其包括模具本体，模具本体的中部设有V形的凹口，所述模具本体上且在凹口的两侧分别设有支撑轴，每个支撑轴上均套接有载物平板；所述载物平板的底部设有圆弧形的凹槽，凹槽与支撑轴的圆柱面转动配合，所述凹槽开口的宽度小于支撑轴的直径。本发明的无痕折弯模具结构简单、使用方便、能够提高铜排的折弯质量和生产效率。但是这种方式在折弯过程中，载物平板的旋转没有一定的限制，在凸模与板料接触的瞬间，由于瞬间的冲击力导致载物平板过冲，使得板料二次回弹，板料表面容易产生褶皱。

综上所述，为了提高钣金件折弯成型后的外观质量，本发明提供一种无痕折弯模具。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供一种无痕折弯模具。

本发明的技术方案如下：

一种无痕折弯模具，包括凸模和凹模，所述凸模设置在所述凹模的正上方，对凸模与凹模之间的板料进行折弯；所述凸模安装在机床的活动部分上；

所述凹模包括底座、两个结构相同的翻转板轴座、两个结构相同的翻转板、复位顶板，所述底座设置在机床的固定平台上，所述翻转板轴座对称设置在所述底座上，两个所述翻转板轴座之间具有一定的间隙；所述复位顶板设置在两个所述翻转板轴座之间，所述复位顶板和所述底座之间设置导向柱，所述复位顶板下表面设置与所述导向柱对应的导向槽，所述导向柱能够在所述导向槽内上下滑动；所述导向柱上表面设置弹性部件，所述弹性部件的上端与所述导向槽的上顶面接触，所述弹性部件的下端与所述导向柱的上表面接触；

所述翻转板轴座上方设置所述翻转板，两个所述翻转板与两个所述翻转板轴座为一对一的关系对称设置。

进一步地，所述翻转板的两端部为圆柱形，所述翻转板的中间部分的横截面为下方的圆形截面与上方的矩形截面相交的组合面。

进一步地，所述翻转板轴座包括支撑座以及设置在支撑座两侧的立板，所述立板上设置轴孔，所述翻转板通过轴承固定在所述轴孔内。

更进一步地，所述轴承外侧设置防尘盖。

更进一步地，所述支撑座靠近所述复位顶板的一侧上方为圆弧形表面，圆弧形表面的曲率半径与所述翻转板下方的半圆形截面相匹配。

更进一步地，所述翻转板的端部圆柱形的圆心与所述支撑座的上表面位于同一水平面上，所述翻转板的端部圆柱形的圆心距离所述支撑座的内侧壁，向外偏移一定距离。

更进一步地，所述翻转板的端部圆柱形的圆心距离所述支撑座的内侧壁，向外偏移的距离等于所述翻转板的端部圆柱形的半径。

进一步地，所述弹性部件为弹簧或者弹片。

进一步地，所述导向柱的数量至少为2个。

进一步地，所述复位顶板的竖向截面为矩形，所述复位顶板的上表面的两侧均设置圆角。

进一步地，所述翻转板包括转轴和载物板，所述转轴的两端固定在所述翻转板轴座上，所述载物板包括固定板和活动板，所述活动板设置在所述固定板上方，所述固定板与所述转轴固定连接；所述活动板与所述固定板之间能够相对滑动。

更进一步地，所述活动板下表面设置燕尾块，所述固定板上表面设置燕尾槽，所述活动板与所述固定板通过燕尾块和燕尾槽滑动连接。

更进一步地，所述固定板靠近所述复位顶板的一侧设置封板，用于阻止所述活动板滑出，所述封板的上表面与所述固定板的上表面平齐。

更进一步地，所述固定板远离所述复位顶板的一侧设置盖板，所述盖板的上表面与所述固定板的上表面平齐，所述翻转板水平设置时，所述盖板的下表面恰好与所述支撑板的上表面接触。

更进一步地，所述活动板的侧面与所述封板之间设置若干弹簧，所述活动板的另一侧面与所述盖板之间设置若干弹簧。

更进一步地，所述活动板的上表面的两侧设置圆角，所述固定板靠近所述复位顶板的一侧设置圆角。

进一步地，折弯初始状态时，所述凸模距离所述凹模上表面的距离为H₀，折弯的板厚为t，折弯开始后，所述凸模以恒定速度V₀下行，运行时间t1＝(H₀-t-0.5)/V₀后停止，此时凸模停止在板料上方0.5mm处；所述凸模继续下行的速度逐渐增大至逐渐减少直至停止。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明在凹模的翻转板轴座之间设置复位顶板，复位顶板内设置弹性部件，利用弹性部件的反作用力作用于复位顶板，复位顶板作用于翻转板，进而在折弯时翻转板不会产生颤动，使得板料的折弯过程相对平稳，板料的折弯外观质量较好，减少后续处理工序，降低生产成本。

(2)本发明中翻转板的转轴与翻转板轴座的接触面约为四分之一的圆弧，相比现有技术，转轴与翻转板轴座的接触面减少，进而能够减少转轴与翻转板轴座之间卡死的风险，减少维护频率，提高凹模的使用寿命。

(3)本发明将翻转板的载物板设置为活动板和固定板，并且活动板与固定板之间通过燕尾槽滑动连接，折弯过程中，板料的下表面与活动板的上表面接触，板料的下表面可以自由的横向伸缩，但不能在厚度方向上变形，因此，板料折弯后的外观质量较高，无压痕线并且无褶皱或撕裂现象。

(4)本发明在活动板两侧设置弹簧，通过弹簧能够使得活动板平稳的固定在固定板的中间位置，避免因机床的固定台面不平稳或者固定板的上表面部平稳导致的活动板晃动，影响后续的折弯工序。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的俯视图。

图3为图2中A-A剖视图。

图4为本发明所述翻转板的俯视图。

图5为图4中B-B剖视图。

图6为图4中C-C剖视图。

图7为本发明折弯后的结构示意图。

附图标记说明：

1-凸模，2-底座，3-翻转板轴座，301-支撑座，302-立板，303-轴承，

4-翻转板，401-转轴，402-固定板，403-活动板，404-弹簧，405-封板，406-盖板，

5-复位顶板，6-导向柱，7-弹性部件，8-板料。

具体实施方式

下面将结合附图说明对本发明的技术方案进行清楚的描述，显然，所描述的实施例并不是本发明的全部实施例，本领域普通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，都属于本发明的保护范围。需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并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。

如图1-3所示，本发明提供一种无痕折弯模具，包括凸模1和凹模，所述凸模1设置在所述凹模的正上方，对凸模1与凹模之间的板料8进行折弯；所述凸模1安装在机床的活动部分上；

所述凹模包括底座2、两个结构相同的翻转板轴座3、两个结构相同的翻转板4、复位顶板5，所述底座2设置在机床的固定平台上，所述翻转板轴座3对称设置在所述底座2上，两个所述翻转板轴座3之间具有一定的间隙；所述复位顶板5设置在两个所述翻转板轴座3之间，所述复位顶板5和所述底座2之间设置导向柱6，所述复位顶板5的下表面设置与所述导向柱6对应的导向槽，所述导向柱6能够在所述导向槽内上下滑动；所述导向柱6上表面设置弹性部件7，所述弹性部件7的上端与所述导向槽的上顶面接触，所述弹性部件7的下端与所述导向柱6的上表面接触；

所述翻转板轴座3上方设置所述翻转板4，两个所述翻转板4与两个所述翻转板轴座3为一对一的关系对称设置。即其中一个翻转板轴座3上方设置一个翻转板4，另一个翻转板轴座3上设置另一个翻转板4，并且，凸模1设置在复位顶板5的中心线上方，翻转板轴座3相对于凸模1对称设置，翻转板4相对于凸模1对称设置。

所述底座2为方形，导向柱6通过螺钉固定在底座2中部，具体为导向柱6下表面设置螺纹孔，底座2对应导向柱6的位置设置台阶孔，从底座2下表面穿入螺钉固定导向柱6。翻转板轴座3与底座2之间的连接同样采用螺钉连接，与导向柱6和底座2之间的连接方式类似，翻转板轴座3的下表面设置若干螺纹孔，底座2对应翻转板轴座3的螺纹孔位置设置台阶孔，从底座2下表面穿入螺钉固定翻转板轴座3。还可以在底座2上间隔设置不同间距的螺纹孔，调节两个翻转板轴座3的间距，进而能够适应不同厚度板料的不同折弯角度的折弯工艺。

所述翻转板轴座3包括支撑座301以及设置在支撑座301两侧的立板302，所述立板302上设置轴孔，所述翻转板4通过轴承303固定在所述轴孔内。所述轴承303外侧设置防尘盖(图中未示出)，避免灰尘进入轴承303内影响翻转板4的旋转。所述支撑座301靠近所述复位顶板5的一侧上方为圆弧形表面，圆弧形表面内设置翻转板4的转轴401，支撑座301的圆弧形表面的两侧均设置圆角。

所述翻转板4的两端部为圆柱形，所述翻转板4的中间部分的横截面为下方的圆形截面与上方的矩形截面相交的组合面。所述翻转板4的端部圆柱形的圆心与所述支撑座301的上表面位于同一水平面上，所述翻转板4的端部圆柱形的圆心距离所述支撑座301的内侧壁，向外偏移一定距离。优选地，所述翻转板4的端部圆柱形的圆心距离所述支撑座301的内侧壁，向外偏移的距离等于所述翻转板4的端部圆柱形的半径。支撑座301与翻转板4的转轴401接触的圆弧形表面向靠近复位顶板5的一侧延伸的表面为水平面，水平面恰好与圆弧形表面相切，因此，圆弧形表面内不存残存屑渣或者其他杂质，转轴401与翻转板轴座3的接触面减少，能够减少转轴401与翻转板轴座3之间卡死的风险，减少维护频率，提高凹模的使用寿命。

复位顶板5的竖向截面为矩形，所述复位顶板5的上表面的两侧均设置圆角；翻转板4的上表面为水平状态时，复位顶板5的上表面与载物板的下表面接触。复位顶板5下方的导向柱6的数量至少为2个，本实施例中导向柱6数量为2个；导向柱6与复位顶板5之间的弹性部件7为弹簧，在其他实施例中，弹性部件7可以为弹片；弹簧或者弹片需要采用回弹力较大的规格，以能满足较大挤压力的需求。

如图4所示，所述翻转板4包括转轴401和载物板，所述转轴401的两端固定在所述翻转板轴座3上，所述载物板包括固定板402和活动板403，所述活动板403设置在所述固定板402上方，所述固定板402与所述转轴401固定连接；所述活动板403与所述固定板402之间能够相对滑动。固定板402设置在转轴401的中间部分，转轴401的两端伸出固定板402一定长度，伸出的部分为圆柱形，而固定板402与转轴401重叠部分的横截面为下方的圆形截面和上方的矩形截面的混合面，并且固定板402的下表面高出转轴401的轴线一定高度，因此，固定板402的下表面高度支撑座301的上表面一定的高度。本实施例中，固定板402和转轴401为一体成型件。

如图5所示，所述活动板403下表面设置燕尾块，所述固定板402上表面设置燕尾槽，所述活动板403与所述固定板402通过燕尾块和燕尾槽滑动连接。如图6所示，所述固定板402靠近所述复位顶板5的一侧设置封板405，用于阻止所述活动板403滑出，所述封板405的上表面与所述固定板402的上表面平齐，防止封板405的上表面与板料8接触，增加摩擦。所述固定板402远离所述复位顶板5的一侧设置盖板406，所述盖板406的上表面与所述固定板402的上表面平齐，所述翻转板4水平设置时，所述盖板406的下表面恰好与所述支撑座301的上表面接触。盖板406的下端起到一定的限位作用，保证活动板403处于水平状态。

所述活动板403的侧面与所述封板405之间设置若干弹簧404，所述活动板403的另一侧面与所述盖板406之间设置若干弹簧404；通过弹簧404能够使得活动板403平稳的固定在固定板402的中间位置，避免因机床的固定台面不平稳或者固定板402的上表面不平稳导致的活动板403晃动，影响后续的折弯工序。活动板403侧面设置的弹簧404，其回弹力采用远小于凸模1对板料8的挤压力的规格，避免影响活动板403的滑动。

在折弯过程中，由于板料8的运行轨迹不仅受到载物板的限制，还受到凸模1的限制，因此，板料8的运行轨迹与载物板的固定板402的运行轨迹并不完全相同，板料8相对于固定板402的上表面具有向外移动的趋势，将载物板设置为活动板403和固定板402，并且活动板403与固定板402之间通过燕尾槽滑动连接，折弯过程中，板料8的下表面与活动板403的上表面接触，板料8的下表面可以随着活动板403自由的横向伸缩，但不能在厚度方向上变形，因此，板料8折弯后的外表面无摩擦，外观质量较高，无压痕线并且无褶皱或撕裂现象。如图7所示为板料折弯后保压时的结构示意图，板料8随着活动板403向外移动，而板料8的下表面与活动板403之间无相对滑动。

所述活动板403的上表面的两侧设置圆角，防止划伤板料；所述固定板402靠近所述复位顶板5的一侧设置圆角，利于固定板402在复位顶板5上的滑动。

折弯初始状态时，所述凸模1距离所述凹模上表面的距离为H₀，折弯的板厚为t，折弯开始后，所述凸模1以恒定速度V₀下行，运行时间t1＝(H₀-t-0.5)/V₀后停止，此时凸模1停止在板料上方0.5mm处；所述凸模1继续下行的速度逐渐增大至逐渐减少直至停止。凸模1按照一定速度快速到达板料8上方一定高度，再以一定加速度逐渐增加速度进行折弯，减少凸模1对板料8的冲击，使得板料8的形变均匀，进而能够提高板料8的外观折弯质量。

以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种无痕折弯模具，包括凸模和凹模，所述凸模设置在所述凹模的正上方，对凸模与凹模之间的板料进行折弯；所述凸模安装在机床的活动部分上；

其特征在于，所述凹模包括底座、两个结构相同的翻转板轴座、两个结构相同的翻转板、复位顶板，所述底座设置在机床的固定平台上，所述翻转板轴座对称设置在所述底座上，两个所述翻转板轴座之间具有一定的间隙；所述复位顶板设置在两个所述翻转板轴座之间，所述复位顶板和所述底座之间设置导向柱，所述复位顶板下表面设置与所述导向柱对应的导向槽，所述导向柱能够在所述导向槽内上下滑动；所述导向柱上表面设置弹性部件，所述弹性部件的上端与所述导向槽的上顶面接触，所述弹性部件的下端与所述导向柱的上表面接触；

所述翻转板轴座上方设置所述翻转板，两个所述翻转板与两个所述翻转板轴座为一对一的关系对称设置；

所述翻转板包括转轴和载物板，所述转轴的两端固定在所述翻转板轴座上，所述载物板设置在所述转轴的中间位置的上方；

所述载物板包括固定板和活动板，所述活动板设置在所述固定板上方，所述固定板与所述转轴固定连接；所述活动板与所述固定板之间能够相对滑动；所述固定板靠近所述复位顶板的一侧设置封板，所述封板的上表面与所述固定板的上表面平齐；所述固定板远离所述复位顶板的一侧设置盖板，所述盖板的上表面与所述固定板的上表面平齐；所述活动板的侧面与所述封板之间设置若干弹簧，所述活动板的另一侧面与所述盖板之间设置若干弹簧。

2.根据权利要求1所述的无痕折弯模具，其特征在于，所述翻转板的两端部为圆柱形，所述翻转板的中间部分的横截面为下方的圆形截面与上方的矩形截面相交的组合面。

3.根据权利要求2所述的无痕折弯模具，其特征在于，所述翻转板轴座包括支撑座以及设置在支撑座两侧的立板，所述立板上设置轴孔，所述翻转板通过轴承固定在所述轴孔内。

4.根据权利要求3所述的无痕折弯模具，其特征在于，所述轴承外侧设置防尘盖。

5.根据权利要求3所述的无痕折弯模具，其特征在于，所述支撑座靠近所述复位顶板的一侧上方为圆弧形表面，圆弧形表面的曲率半径与所述翻转板下方的圆形截面相匹配。

6.根据权利要求5所述的无痕折弯模具，其特征在于，所述翻转板的端部圆柱形的圆心与所述支撑座的上表面位于同一水平面上，所述翻转板的端部圆柱形的圆心距离所述支撑座的内侧壁，向外偏移一定距离。

7.根据权利要求6所述的无痕折弯模具，其特征在于，所述翻转板的端部圆柱形的圆心距离所述支撑座的内侧壁，向外偏移的距离等于所述翻转板的端部圆柱形的半径。

8.根据权利要求1所述的无痕折弯模具，其特征在于，所述弹性部件为弹簧或者弹片。

9.根据权利要求1所述的无痕折弯模具，其特征在于，所述导向柱的数量至少为2个。

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