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150C型刮板输送机挡煤板导向压制工艺的研究及其模具设计
发布时间：2013-04-11 08:31 来源：未知
1、导向管的结构特点及技术分析
对刮板输送机，溜槽上一般装有挡煤板，其主要用途是增加溜槽的装煤量，加大输送能力，防止煤溢出溜槽。I50C型挡煤板还设有采煤机导向管，对采煤机的运行起导向定位作用，防止掉道。如图l所示．导向管是一铆焊结构，纵向呈L形，上部卷成∮70 mmx∮54 mm管，下部弯曲成直角，横向总长为1460 mm．中间4~24孔是挡煤板与中部槽联接孔，同时，挡煤板与挡煤板之间利用短圆柱销与西54孔配合联接而保证导向管定位成同一轴心线。其中∮70 mmx∮54 mm管是关键部位，采煤机通过滑靴骑坐在管上．沿管往复运行进行工作，所以对弯曲管的尺寸及形状要求比较严格。图纸规定：Ø70管焊后弯曲度≤2 mm．内径西54在两端IOO mm内不圆度≤1 mm．正基于此，其他尺寸均以A面为基准，并规定相应的公差。
2、加工工艺分析及工艺方法的确定
由图1可以看出，此件关键是成形，主要是∮70mmx454 mm管的弯曲成形。根据七台河同创机械制造有限责任公司的设备状况．仅有l台300 t油压机，所以，只有利用模具压制弯曲成形（包括直角部分）。以下从材料性能、设备能力等方面进行分析校核：
(1)材料
16Mn与常用冲压用钢Q235相比较，化学成分C、Si接近，16Mn的锰含量为1.2%一1.6%，Q235是0.30%-0.65%．这也是16Mn强度高．较耐磨的主要原因。16Mn的机械性能，抗拉强度，屈服极限高出许多，但伸长率接近，16Mn的a=22%，Q235的缸26%．而弯曲工艺对材料的伸长率要求为8=13%～27%．即16Mn的塑性变形能力比较好，可以采用弯曲压制工艺完成∮70的卷圈操作。
(2)压制工艺分析
由零件图可知．不可能在油压机上一次弯曲成∮70圆管形状，同时，由于存在回弹现象，所以必须分几道工序逐步完成．对于这类直径较小的圆管形弯曲件．一般先弯曲成U形．然后利用芯轴完成圆形，最后进行校圆整形。
(3)工艺路线的确定
展开长度先计算出中性层的曲率半径，由此算出弯曲圆弧的长度，再加上弯曲件的直线部分，即可求出弯曲前坯料的展开长度。根据有关公式及导向管具体尺寸（公式及计算过程略）。求得导向管展开尺寸为478 mm。
工艺路线 根据上述分析，结合七台河同创机械制造有限责任公司实际，确定工艺路线。
工艺说明 下料时．应使478尺寸尽可能沿钢板轧制方向，即弯曲线垂直予轧制方向（板料沿此方向呈纤维状组织），以减少因弯曲而造成管端部裂纹的倾向性。关于弯曲后的回弹问题，根据有关资料对U形弯曲单面回弹近似计算，本件单面回弹角在20左右，实际回弹角可能更大一些。影响回弹的因素有：材料的机械性能，表面质量，弯曲半径，弯曲角及模具的工作尺寸，弯曲作用力等。当然，可以采取相应的措施以减少回弹。对本件，可以根据实际回弹情况．改进模具．增大压弯力和增加压弯次数（工序）来减少回弹。另外，对于焊接，采用交替焊法以控制和减少沿管轴向的弯曲变形。
3、压制模具
在设计弯曲模具时．要考虑工艺内容要求，变形机理，回弹现象．设备上下工作台及胎模具在使用过程中与工件不发生干涉等现象。
(1)弯曲模具的结构设计
一次弯曲模的结构如图2所示。上模采用焊接结构，根据零件结构确定模具尺寸，使用时，利用T形螺检将上模固定在油压机上工作台的工形槽内。下模采用铸钢件，考虑减少模具量，将一次、二次、三次下模设计为一体．一次弯曲下模利用油压机下工作台内的顶出油缸顶出工件，设计成两开式，且中间设有西60的顶件孔。二次压弯模如图3所示，因为是封口弯曲，还必须使用芯轴，以保证∮54的圆形，设计芯轴为450 mmx1500 mm(图略)。下模还是利用一次弯曲模加工出Ⅱ部形状，这对操作者来说，二次压弯只需更换上模即可，减少了劳动量。三次压弯还是利用二次用的模具，只是调整一下工件的位置(a)校正弯曲。四次校正压形，主要是将一次压头扣圆．上模如图4所示，下模还是利用一次下模的1部。直角压弯模具图略。
(2)弯曲力校核
影响弯曲力的因素很多，除材料性质，坯料尺寸，弯曲程度大小外，生产中的一些实际因素，如弯曲方式，模具结构，凸凹模间隙，圆角大小，支点距离等，这些都给弯曲力的精确计算带来很大困难。所以在实际生产中，常以经验公式进行估算。
4、实用效果
经实际反复几次试压形，导向管∮70mmx 54成形较好，完成全部操作工艺后检查，符合图纸要求，质量合格。证明所确定的压制工艺符合实际情况，达到了预期效果。需要指出的是．由于设备数量及能力有限，这种工艺较为复杂．对小批量压制来说，换胎模等辅助时间较长，因此．应进行批量制造效率较高。从经济上看，自行压制导向管．能够节俭数目较大的外购资金，省去了替代用的较为昂贵的Ø70mmx8 mm无缝管。
5、结语
(1)经过研制导向管压制工艺及其胎模具．探索出利用油压机进行此类小直径长管类零件弯曲加工的有效方法，并且，在理论上，实践上都取得了经验：
(2)经试压后，此工艺及模具已定型，并投入生产正常使用，已生产出100套挡煤板（导向管）．取得了较好的经济效益：
(3)受各种因素及其综合影响，理论计算与实际结果存在差距，理论上的分析与结论，还必须经过实践检验，如此工艺中回弹现象，理论估算单侧回弹20左右，实际上在5～10°。
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