椭圆臂下槽板成形控制

椭圆臂下槽板成形控制

魏文芳

四川长江工程起重机有限责任公司四川泸州646000

摘要：阐述了汽车起重机椭圆臂下槽板的成形过程控制要点和方法，从展开料调整、折弯检测两方面进行介绍。

关键词：椭圆臂；展开料；分型角度；折弯检测

1前言

随着社会的发展，作为工程机械的一个重要组成部分，汽车起重机在各行各业得到了广泛应用，其起吊性能的不断提升，也是未来的发展趋势。而随着起重机起吊性能的越来越大，起重臂截面形式也在不断进行优化，从四边形、六边形、八边形……一直发展到现在的U形和卵形。这些截面形式中，U形和卵形是受力比较好的截面形式，抗扭性能好，具有较高的稳定性，尤其适应高强钢材料，能最大限度地发挥材料的力学性能，有效减轻起重臂的自重，从而提高起重机在大幅度、高起升情况下的起重性能。

2椭圆臂的制造技术应用介绍

U形截面起重臂，也称椭圆臂，由于截面的特殊形式，在生产制造过程中，工艺复杂，控制难度大。从展开料计算、槽板成形，到筒体焊接，都需要有专业的技术知识、折弯设备、焊接设备，以及专用的工艺装备，对生产能力具有较高的要求。作为起重臂未来发展方向的一种截面形式之一，U形截面在我公司已得到广泛应用，包括了从中小吨位的36T、55T到大吨位的70T、80T、100T、220T，对椭圆臂的制造技术，积累了一定的生产经验。下面，就下槽板成形控制方面内容进行表述，和公司及行业相关专业技术人员一起，共同探讨，共同进步，推动工程机械制造技术的发展。

3椭圆臂下槽板成形控制

图1为椭圆臂筒体截面形状。下槽板圆弧R由大型折弯机，多次折弯趋近于圆形，在成形过程中，既要考虑美观性，又要考虑经济性。折弯次数越多越美观，但制造成本也会相应提高。下槽板的成形过程，包括展开料计算和折弯。

图1

3.1展开料计算

折弯所需数据包括展开料、折弯次数、分型角度，以及每道折弯点位置。展开料计算包括三个阶段，理论计算、短板试验、根据试验数据调整计算值。

3.1.1展开料B1计算

根据图1计算理论值B1计。

B1计=2b+π(R+t/2)

其中，R+t/2——圆弧R中性层半径

3.1.2折弯次数n、分型角度γ计算

折弯次数取值是否合理，直接体现于经济性和美观性。根据我公司一系列椭圆臂产品的成功制造经验，分型宽度以展开长40mm左右比较经济合理。

折弯次数n取奇数。根据图1计算过程如下：

首先，假定折弯分型宽度M=40mm，试算分度数量N（N为偶数）。

N=π(R+t/2)/40……a

根据余数a的大小调整N，计算M：

M=π(R+t/2)/N

以M值最靠近40mm时的N值，作为最终的分度数量，这是一个多次试算的过程。

根据分度数量N，确定折弯次数n和分型角度γ。

n=N+1γ=180°/N

3.1.3折弯顺序及第一道折弯位置计算

如图2，圆弧段分左、右两部分先后折弯完成。点A＇、A＂分别是左、右圆弧折弯起点，点A是最后一道折弯。由于折弯次数n与分度数量N相差为1，因此，第一道折弯点A＇、A＂的折弯角度为γ/2，其余每道折弯角度以γ递增。

图2

选择上模r，折弯处小圆弧段中性层尺寸B2为：

B2=2π(r+t/2)×γ/2×1/360°

直线段b过圆弧B2切点为最佳位置，因此，第一道折弯点A＇、A＂下移尺寸B3=B2/2。

3.2等截面短板折弯试验

在计算过程中，只考虑了上模r对折弯的影响，而在实际生产过程中，影响折弯的，还与下模开口，材料回弹等因素有关。

根据计算数据展开料B1计、分型宽度M、弯形次数n、分型角度γ和第一道折弯点位置B3进行等截面短板折弯试验。试验目的：根据试验数据，对B1计和B3进行调整，得到最终的展开料尺寸B1和第一道折弯点下移B3。

3.2.1试件要求

长度500mm，数量3件，不同材质、板厚、批次的材料分别进行试验。

3.2.2试验检测项目

下槽板宽度B和高度H。

3.2.3试验程序

第一件试件折弯结束后，检测宽度B。如果B不满足设计要求，调整B3。当B试<B，减小B3；当B>B，加大B3。根据调整后的B3做第二件折弯试验。

三件试件折弯结束后，如果B仍不满足设计要求，则增加试件数量，继续进行下一件试验，直到满足设计要求为止。当B满足设计要求，这时的B3即为A＇、A＂下移尺寸，同时检测高度H。根据H试与H的偏差Δ=H-H试，调整展开料宽度B1=B1计-2Δ。

3.3折弯过程控制

短板试验和产品零件折弯，应由同一台设备、同一套模具完成。我公司使用的折弯设备是1600t大型折弯机，上模R88，下模开口135mm。

3.3.1折弯位置及折弯顺序标注

根据数据B1、M和B3，在平板上划折弯位置线。如图3所示。为提高划线工序的效率，可根据需要制作划线样板。下面，以17道弯为例，折弯位置及折弯顺序如图4。

图4

3.3.2折弯成形控制

为保证下槽板有效成形，对折弯过程进行检测，包括角度检测和截面形状检测。

3.3.2.1角度检测

在我公司，角度检测采用数显角度仪DP-360和自制样板相结合。检测样板数量，根据截面大小确定。根据我公司制造经验，一般折弯数在21（包含21）道以上，前7道弯使用样板检测，其余折弯使用数显角度仪检测。折弯数量少于21道弯的，考虑经济效益，可适当减少样板数量，但最少也不应少于5件。

第m道弯角度检测样板如图5。

图5

检测角度α=γ/2+γ(m-1)

其中γ为分型角度

m为第m次折弯

样板直边长度L大于100mm，M1大于第m道弯已成形圆弧玄长。

使用数显角度仪DP-360检测时，每道弯的检测基准应相同，如图5的N面。

3.3.2.2截面形状检测

我公司截面形状控制采用外形检测样板，包括内圆弧检测和外圆弧检测。判断方法，观察样板与零件之间的间隙是否均匀。图6a、6b、6c为内圆弧检测样板，折弯过程中使用；图6d、6e为外圆弧检测样板，整体校形使用。

图6a折弯过程中内圆弧R圆度检测，设计重点：玄高110mm左右。

结语

介绍了椭圆臂下槽板成形过程控制要点和方法。这些经产品试验验证满足制造要求的经验和方法，为公司产品质量的一致性提供了可靠的保证。

参考文献

[1]冲压工艺及磨具设计，主编万战胜，中国铁道出版社，1995北京.

[2]机械设计手册[S]，成大先主编，化学工业出版社，2004年北京.