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文獻綜述
塑料折彎機設計
摘要:對幾款塑料折彎機的介紹，塑料折彎機的組成包括支架、工作臺和夾緊板，工作臺置于支架上，工作臺由底座和壓板構成。其工作原理是通過對角度準確定位，采用先進的紅外加熱、水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，自動瞬間成型，具備角度準、速度快、效率高，加工工件不變形、不糊板、不起泡等優(yōu)點。并且對一些折彎工藝進行介紹。
關鍵字：折彎機 塑料 熱成型
Abstract:For a few fashion plastic bending machine of introduction, plastic bending machine comprises stents, table and the clamping board, workbench in on the support, the base and linking piece by composition. Its principle of work is through the opposite Angle accurate positioning, and the use of advanced infrared heating, cooling water circulation system, the automatic instant molding, have Angle must, speed, high efficiency, machining deformation, paste board, no bubbles, etc. And for some bending process was introduced.
Key word: bending machine、plastic、hot forming
1.折彎機的介紹
1.1折彎機簡介[1]
折彎機包括支架、工作臺和夾緊板，工作臺置于支架上，工作臺由底座和壓板構成，底座通過皮帶與夾緊板相連，底座由座殼、線圈和蓋板組成，線圈置于座殼的凹陷內，凹陷頂部覆有蓋板。使用時由導線對線圈通電，通電后對壓板產(chǎn)生引力，從而實現(xiàn)對壓板和底座之間薄板的夾持。由于采用了電磁力夾持，使得壓板可以做成多種工件要求，而且可對有側壁的工件進行加工，操作上也十分簡便。 亞克力是目前市場上比較常用的塑料板材之一，所以人們把對亞克力折彎成型的設備稱之為亞克力折彎機；原理來講，但從對亞克力等塑料板材的折彎原理講，它是通過對板材加熱軟化后折彎成型的，所以又稱為亞克力熱彎機。以上的命名依據(jù)比較單一，只是限定于種材料：因為亞克力板是塑料板的一種，所以應該統(tǒng)稱為塑料板熱彎機或塑料板折彎機。
1.2折彎機的功能及其工作原理[2]
一般用于鐵、不銹鋼、銅、鋁等各類金屬板材的折彎成形。又可用作壓力機完成易模成型及壓鉚、校平、斷差成形等。
因其強大的成形功能而被廣泛應用于鈑金行業(yè)，用來制作通訊、電子、電器、機械類等多種行業(yè)的機箱、機柜及內部鈑金構件。
1.3折彎機的工作原理
將上﹑下模分別固定于折彎機的上、下工作臺，利用液壓傳輸驅動工作臺的相對運動，結合上﹑下模的形狀，從而實現(xiàn)對板材的折彎成形。如圖1所示：
圖1
1.4折彎機的的組成
總體來說折彎機有四大部分組成：機械部分；電氣部分；液壓部分； NC控制系統(tǒng)。具體組成部分如下：
1.機架：由左右墻板、工作臺、支承體和油箱焊接成框形機架，工作臺座于左右墻板下面。油箱與墻板焊接為一體，即可提高機架剛性和強度，又可增加油液散熱面積，有利于液壓系統(tǒng)正常運行。
2.滑塊：滑塊由整塊鋼板制成，與左右油缸中心的活塞桿連接在一起，油缸固定在左右墻板的連接板上，通過液壓驅動使活塞桿帶動滑塊上下動作。為保證滑塊在下死點的精確定位，在油缸上方設置機械擋塊機構，由按鈕通過電動機調整。也可用手輪進行微調。并由轉數(shù)表顯示。當左右兩邊機械擋塊機構不等高時，采用以下方法進行微調，首先脫開右面連節(jié)器，然后按手輪所指示的方向旋轉手輪進行調整，直至兩邊機械擋塊等高為止，出廠時已調好，一般不需用調整。
3.同步機構：滑塊在快速下行和回程時，采用機械強迫同步機構。結構簡單，穩(wěn)定可靠，維修方便，具有一定的同步精度，并有偏心套用來借正滑塊與工作臺面間的平行度。
?4.液壓系統(tǒng)：電動機、泵、閥等安裝在油箱上，為保證滑塊快速下降時油缸內充滿油液，采用充油閥結構。以提高滑塊行程速度，節(jié)約能源。
?5.前托料架、后擋料：托架作臺前面的T型槽上，設有手動調節(jié)的反靠定位爪。用以安置工作或作前擋料用。后擋料由電動機調整，也有手輪進行微調，讀數(shù)由轉數(shù)表顯示。
6.模具：采用合金鋼材經(jīng)鍛造、熱處理、銑削、磨削等加工而成，上模用壓板固定在滑塊上，具有精度高，互換性好，便于拆裝等特點。（有不等長度的分段上模，根據(jù)工作要求拼成一定的寬度折彎封閉框形零件。）下模安裝在工作臺上，可移動，以對準上模刃口中心。
1.5折彎機的分類
折彎機分為手動折彎機，液壓折彎機和數(shù)控折彎機。液壓折彎機按同步方式又可分為：扭軸同步、機液同步，和電液同步。液壓折彎機按運動方式又可分為：上動式、下動式。
1.6折彎機運動方式
上動式：下工作臺不動，由上面滑塊下降實現(xiàn)施壓;
下動式：上部機臺固定不動，由下工作臺上升實現(xiàn)施壓。
2.折彎機性能特點與折彎機結構特點
2.1機床性能特點
1.機身采用整體焊接及整體加工結構，機身主要部件均采用有限元分析軟件進行分析，確保了機床的可靠性及整體的精度；
2.兩側主油缸突破傳統(tǒng)機械擋塊式折彎機的行程控制方式，而是采用了德國進口電液伺服及進口柵尺構成的閉環(huán)控制方式，滑塊位置反饋精度高，運行準確平穩(wěn)，同步性能好，折彎精度、滑塊的重復定位精度高；
3.后擋料中的功能部件均采用進口件，確保了后擋料的擋料精度，并可根據(jù)客戶需求采用功能更為齊全的多個后擋料軸的后擋料機構液壓系統(tǒng)均采用德國進口的集成控制系統(tǒng)，減少了管路的安裝，確保了機床的工作穩(wěn)定性，外形簡潔美觀?機身兩側裝有C型板，高精度逛柵尺安裝在C型板上，從而避免了折彎時機身變形對折彎精度的影響；????
4.下工作臺具有液壓撓度自動補償機構，實現(xiàn)了無盲區(qū)有效補償，折彎精度高，確保長期穩(wěn)定；????
5.數(shù)控系統(tǒng)采用意大利ESA、荷蘭DELEM或瑞士CYBELEC公司的電液伺服壓力自動計算與自動調整，自動計算工作臺變形補償量、工件展開長度、壓低折彎壓力、開口距離、后擋料自動退讓等功能。??
2.2折彎機結構特點[3]
1.采用全鋼焊結構，具有足夠的強度和剛性。
2.液壓上傳動，機床兩端的油缸安置于滑塊上，直接驅動滑動工作。
3.滑塊同步機構采用扭軸強迫同步。
4.采用機械檔塊結構，穩(wěn)定可靠。
5.滑塊行程機動快速調，手動微調，計數(shù)器顯示。
6.斜楔式的撓度補償機構，以保證獲得較高的折彎精度。
2.3板料折彎機的選擇
若采用數(shù)控板料折彎工藝，首先應解決如何選用理想設備的問題。國內外數(shù)控板料折彎機幾乎都是液壓傳動的。常用的有一下三種結構形式。
上動式即滑塊帶動凸模向下運動。為了保證滑塊工作行程和回程時，不因滑塊承受偏載和左右油缸管道阻力的差異造成滑塊相對于工作臺傾斜，從而影響工件成形質量，通常都配備滑塊運動同步控制系統(tǒng)。上運式易于配備機械或液壓同步控制系統(tǒng)。機械同步裝置結構簡單、造價低，且能獲得一定的同步精度，但承受偏載的能力較差，因此只適合于中小型液壓板料折彎機。液壓同步系統(tǒng)有機械液壓伺服同步系統(tǒng)，適合于要求高折彎精度的板料折彎機。但技術復雜，造價高。
下動式即滑塊安裝在機床下部，并帶動凹模向上運動。工作油缸安置于滑塊中央位置，公稱力小時為單缸，公稱力大是為三缸。由于工作油缸集中于滑塊中部，是滑塊與橫梁變形一致，凹凸模具之間的間隙在滑塊全長上比較均勻，故工件折彎精度較高?；瑝K回程靠自重，因而液壓系統(tǒng)簡單。下動式的優(yōu)點是重量輕、結構緊湊、便于維修；缺點是同步精度不高；單作用缸解決滑塊傾斜問題有困難；精確控制凸模進入凹模深度較難；不適用于沖切；且工作臺上的凹模帶著工件向上運行，操作者不易操作[4]。
2.4鈑金的折彎
是指改變板材或板件角度的加工。如將板材彎成V形，U形等。一般情況下，鈑金折彎有兩種方法:一種方法是模具折彎，用于結構比較復雜，體積較小、大批量加工的鈑金結構；另一種是折彎機折彎，用于加工結構尺寸比較大的或產(chǎn)量不是太大的鈑金結構。目前公司產(chǎn)品的折彎主要采用折彎機加工。這兩種折彎方式有各自的原理，特點以及適用性。折彎力的計算[5]：
0.6Kbt2
F= ____________σ
r+t
F 折彎力
t 板厚
r 折彎圓弧
b 彎曲件寬度
K 系數(shù)1.3
σ 抗拉強度
2.5模具折彎
對于年加工量在5000件以上，零件尺寸不是太大的結構件（一般情況為300×300），一般考慮開沖壓模具加工。
2.6常用折彎模具
常用折彎模具，如圖2所示：為了延長模具的壽命，零件設計時，盡可能采用圓角。
圖 2 專用的成形模具
過小的彎邊高度，即使用折彎模具也不利于成形，一般彎邊高度L≥3t（包括壁厚）。
2.7折彎機折彎
折彎機分普通折彎機和數(shù)控折彎機兩種。精度要求較高，折彎形狀不規(guī)則的鈑金折彎一般用數(shù)控折彎機折彎，其基本原理就是利用折彎機的折彎刀(上模)、V形槽(下模)，對鈑金件進行折彎和成形。
優(yōu)點:裝夾方便，定位準確，加工速度快；
缺點:壓力小，只能加工簡單的成形，效率較低。
2.8成形基本原理
成形基本原理如圖3所示：
圖 3 成形基本原理
1） 折彎刀（上模）
折彎刀的形式如圖1-3所示，加工時主要是根據(jù)工件的形狀需要選用，
2） 下模一般用V=6t（t為料厚）模。
影響折彎加工的因素有許多，主要有上模圓弧半徑、材質、料厚、下模強度、下模的模口尺寸等因素。見圖4左邊為上模，右邊為下模。
圖4 數(shù)孔折彎模示意圖
折彎加工順序的基本原則：
1） 由內到外進行折彎；
2） 由小到大進行折彎；
3） 先折彎特殊形狀，再折彎一般形狀；
4） 前工序成型后對后繼工序不產(chǎn)生影響或干涉。
目前的外協(xié)廠見到的折彎形式一般都是如圖5所示。
圖5 折彎機折彎形式
折彎半徑：鈑金折彎時，在折彎處需有折彎半徑，折彎半徑不宜過大或過小，應適當選擇。折彎半徑太小容易造成折彎處開裂，折彎半徑太大又使折彎易反彈[6]。
折彎回彈如圖6：
圖6折彎回彈示意圖
1)回彈角Δα=b-a
式中 b——回彈后制件的實際角度；
a—模具的角度。
2.9折彎時的干涉現(xiàn)象：
對于二次或二次以上的折彎，經(jīng)常出現(xiàn)折彎工件與刀具相碰出現(xiàn)干涉，如圖7所示，黑色部分為干涉部分，這樣就無法完成折彎，或者或者因為折彎干涉導致折彎變形。
圖 7折彎的干涉
折彎刀種類如圖8所示：
圖8折彎刀
2.10一次壓死邊：
一次壓死邊的方法：如圖9所示，先用30度折彎刀將板材折成30度，再將折彎邊壓平。
圖9 壓死邊的方法
圖中的最小折彎邊尺寸L按照1.3.2.2中描述的一次折彎邊的最小折彎邊尺寸加0.5t(t為材料厚度)。壓死邊一般適用于板材為不銹鋼、鍍鋅板、覆鋁鋅板等。電鍍件不宜采用，因為壓死邊的地方會有夾酸液的現(xiàn)象。
2.11 180度折彎[7]
180度折彎的方法：如圖10所示，先用30度折彎刀將板才折成30度，再將折彎邊壓平，壓平后抽出墊板。
圖10 180度折彎的方法
高度H應該選擇常用的板材，如0.5、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0，一般這個高度不宜選擇更高的尺寸。
2.12三重折疊壓死邊[8]
如圖11所示，先折形，再折死邊。
圖11三重折疊壓死邊
3.1塑料板折彎機專利
1）塑料板材折彎成型裝置[9]
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：一種塑料板材折彎成型裝置，包括工作平臺、折彎機及其電氣控制回路，所述工作平臺上或其延伸部設有加熱部件，該加熱部件四周水平放置有冷卻部件；所述折彎機上刀架設有能對折彎成型后的塑料板材進行冷卻定型的可控噴淋機構，所述的加熱部件為至少一支電發(fā)熱管。所述冷卻部件為金屬水管回路，該管內通有冷卻自來水。在工作平臺上開有至少一個缺口，并在缺口內裝有限位開關。所述折彎機上刀架可控噴淋機構包括與自來水源連通的且橫向固定在刀架的半封閉水管，該水管管壁下部沿軸向鉆有一排噴水小孔。
下面結合附圖以及實施例對本實用新型折彎機進一步詳細說明：
圖1-1是本實用新型的工作平臺及其加熱、冷卻部件結構示意圖。
圖1-2是圖1-1的A-A剖視圖。
圖1-3是本實用新型加熱板材時的示意圖。
圖1-4是本實用新型的折彎機及可控噴淋機構結構示意圖。
圖1-5是圖1-4左視圖。
圖1-1 圖1-2 圖1-3
圖1-4 圖1-5
塑料板折彎機[10]
本實用新型的有益效果是：使用時，對待折彎的塑料板放置在工作面板上，使其折角邊對齊支撐板與翻折版之間的間隙，啟動設備，讓壓板裝置將塑料板一端壓緊固定，同時左、右支架沿導軌滑動至工作面板上方，對發(fā)熱板進行電加熱，待發(fā)熱板的溫度適合時，左、右升降氣缸帶動連接板。發(fā)熱板下降，使發(fā)熱板底面對塑料板折角邊進行高溫加熱，一段時間后，塑料板折角邊在高溫下軟化，然后，機架上的齒輪傳動機構帶動連接軸、翻折版轉動一定角度，從而將塑料板進行折彎，通過本設備將手工焊接轉變?yōu)槿詣拥臋C器操作，極大的提高了加工效率，簡化了加工難度，降低了勞動成本，且所加工出來塑料板其折角處具有密封性好、不易漏水之優(yōu)點。
附圖說明"
下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖2-1是本實用新型的結構示意圖；
圖2-2是圖1中A處的放大圖；
圖2-3是本實用新型的機構示意圖。
圖2-1
圖2-2 圖2-3
參照圖2-1、圖2-2、圖2-3，塑料板折彎機，包括機架1，所述機架1上設備有加熱裝置2及工作面板3，該加熱裝置2包括左、右支架21、22，所述左、右支架21、22活動安裝機架1上，位于左、右支架21、22上分別設有左、右升降氣缸4、5，所述左、右升降氣缸4、5之間通過連接板6相連，位于連接板6下端吊設有發(fā)熱板7，所述工作面板3包括支撐板31和可旋轉的翻折版32，該支撐板31與翻折版32之間有間隙，在支撐板31上設有壓板裝置8.
在本實用新型中，所述機架1左、右兩側設有導軌11，所述左、右支架21、22活動活動嵌裝在導軌11.
總結
塑料折彎機的功能主要是對多規(guī)格的塑料類板材進行不同角度的折彎加工。塑料折彎機可以對塑料板材進行多種角度的折彎，廣泛應用于通訊、電子、電器、機械類等多種行業(yè)的機箱、機柜及內部構件等。介紹幾款塑料折彎機以及金屬板材折彎機的特點，總結出塑料折彎機的功能要求有：角度準、速度快、效率高等。對塑料折彎工藝進行分析，介紹一次壓死邊、180度折彎和三重折疊壓死邊等折彎方法；介紹折彎形式、折彎過程中的干涉現(xiàn)象、折彎力計算方法以及成型原理等。
目前塑料折彎機都訴求于連續(xù)高效的加工模式，并且要保證較好的折彎精度。因此折彎機逐漸加入數(shù)控控制和自動上下料機構，使得加工效率和精度提高。未來可以將折彎機的結構優(yōu)化，使得其體積更小，適用范圍更廣泛，可以加工多種形狀的板材，折彎范圍更大等。
參考文獻
[1] http://baike.baidu.com/view/1119687.html
[2] http://wenku.baidu.com/view/fe01542abd64783e09122ba3.html
[3] www.c-cnc.com
[4] 李華志.數(shù)控加工工藝與裝備[M].北京:清華大學出版社,2005.
[5] 林清安.Pro/ENGINEER 2001鈑金設計[M].北京:清華大學出版社,2001
[6] 彭詩林等.鈑金件結構設計工藝手冊[M]
[7] 魏龍祥.W67K—400/4000型數(shù)控板料折彎機簡介[J].上海機床,1997,02期
[8] 彭詩林等.鈑金件結構設計工藝手冊[M]
[9] 伍時雄.塑料板折彎機成型裝置[P].中國:00267582.X,2001
[10] 劉世全.塑料板折彎機[P].中國:CN 201446703 U,2009
[11] http://www.2lsky.cn/art.php?id=2060