1模具設計

1.1夾模

夾模設計的主要尺寸為長度尺寸，它主要取決于產品兩個彎曲之間的直段長度，夾模長尺寸過小，不能夾緊管材，彎管時管材易打滑，操作外觀，彎曲部分出坑，不滿足產品要求。反之，尺寸過大，容易將前一個彎夾扁、變形，這在工藝上是不充許的。因此，長尺寸要選擇合適。通常按（2～3）D設計，如果產品直段長度<（2～3）D，可考慮使用仿形模具結構設計，增加夾持穩定性。對于只有一個彎曲的產品可考慮在夾緊時增加支撐手柄，提高夾持穩定性。

夾模型腔直徑按管材外徑D設計，為保證夾持穩定、不打滑，型腔直徑一般按下差設計（與之配合夾持的輪模直段型腔尺寸設計相同），通過設備調整夾模的夾緊程度，達到最佳狀態，從而保證彎管穩定夾持，且滿足外觀要求。為保證夾模夾緊過程管材外表面不被夾傷，型腔的棱角必須有R角設計。夾模一般淬火處理到HRC50左右，從而提高耐磨性和使用壽命。

1.2芯棒

芯棒的形狀是多種多樣的，主要是起支撐作用，從而控制彎曲部分管材的變形及質量，使用何種形狀的芯棒，主要取決于產品的設計及管材規格及設計結構。圖2為芯棒的常用結構形狀。直芯棒結構簡單，加工、使用方便，主要用于管材壁厚較厚，彎曲半徑較大，彎曲變形要求不高的產品。球頭直芯棒在上料操作時更加方便，目前已基本取代了直芯棒的結構。弧形直芯棒在加工方面較球頭直芯棒要復雜一些，但由于其弧形在彎曲過程中起到了一定的支撐作用，因此彎曲部分變形較小，在彎管質量方面有所提高。聯接式芯棒主要是多個球形珠子聯接在一起，在管材彎曲過程中，可保持對材料的支撐作用，因此彎曲變形較小，彎管較為飽滿，質量很高。而硬聯接芯棒主要是用幾個鋼性連接片和銷將珠子連接起來，結構較為簡單，加工難度適中，使用壽命較長，目前被廣泛應用于彎管的批量生產中。軟聯接芯棒雖然加工較為簡單，但聯接結構穩定性及強度均較差，極少使用。

萬向聯接芯棒，使用效果最好，但加工難度高，使用成本也較高，目前，國內很少使用，而國外使用較為普遍。聯接式芯棒中，珠子個數的多少，取決于管材的彎曲角度和彎曲半徑，目的是獲得理想的彎曲飽滿程度。珠子數量過多，阻力大，彎曲過程中容易斷裂，影響生產效率。珠子數量過少，彎曲變形大，飽滿程度不好，質量不滿足要求。一般芯棒大多淬火處理到HRC50左右，來抵抗管材的彎曲磨損，從而提高使用壽命。如果硬度過高，則會降低芯棒的韌性，容易發生斷裂。芯棒直徑尺寸很關鍵，一般它要比管材的理論內徑小0.1～0.4mm，以保證管材的順利插入和彎管質量。其中，間隙的大小完全取決于產品設計，不同設計，不同管材，其設計間隙都是不一樣，需要在實踐中去領悟。

1.3導模

在彎管過程中，導模主要是壓緊管材，并輔推動管材彎曲，導模運動速度理論上應和管材轉動的線速度一致，在實際調試、生產時，可通過設備調節而改變導模輔推速度，直到調試出最理想產品為止。導模壓緊力大小目前一般由經驗確定，壓緊力過大管材減薄量明顯，甚至斷裂，壓緊力過小，易起皺。調試時通過設備調整將導模壓緊力到合適狀態。導模長度尺寸過大，在數控彎管機尾料彎管送料時干涉或浪費管材長度，這在工藝上都是不充許的。通常，長度尺寸是由展開的弧長和經驗計算出來的。一般按彎曲弧長的展開長度再加上3倍的管材直徑。型腔棱邊倒角設計R角過渡，解決合模夾痕，提高管件外觀質量。導模淬火處理到HRC50左右，保證型腔耐磨并提高使用壽命。

1.4防皺板

管材壁厚和外徑的比值即t/D≤0.055時，設計彎管防皺板，使管子在輪模的切點處建立一個直線區，防止管子在彎曲變形時起皺。防皺板一方面起著對管子的支撐、防皺作用，同時管材相對防皺板型腔滑動，因此要求防皺板耐磨、表面光滑、材料磨擦系數小。目前常用的材料是鋁青銅（QAl9-4），采用加工中心加工，配合曲面精度高及型腔表面光滑，是防皺板的加工關鍵點。

1.5彎曲力矩

理論上講，在進行任何一套彎管模具設計時，首先應該計算產品的彎曲力矩，從而確定彎管機的能力是否滿足要求。而實際上，管材彎曲時的彎矩、不僅取決于管材的性能、斷面形狀及尺寸、彎曲半徑等參數，同時還與彎曲方法、使用的模具結構等有很大的關系。因此，目前還不可能將諸多因素都用計算公式表示出來，在生產實踐中，目前主要還是依靠經驗做出估算。由于彎管機設備能力一定，有最大彎曲力矩、最大彎管規格的限制，只需了解設備能力，在設計模具前加以考慮，防止因設備能力不足而導致模具設計的浪費，而不需要進行彎曲力矩的詳細計算。彎管機的彎管能力一般說明書中都有說明，在設計中必須考慮。

2結語

彎管模具設計的最終目標是以最低的成本、穩定的批量生產來滿足產品要求，滿足客戶交付要求。這需要在工作中持續研究、不斷改進模具設計、逐步提高彎管工藝水平，從而制造出高質量的彎管產品。

作者：蔣燕剛 何紹川 楊艷芳 單位：錦州美聯橋汽車部件有限公司