CN100446913C - 一种金属板的弯曲制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种金属板的弯曲制造方法，采用先后两次冷挤压和金属切削加工的综合工艺，实现冲压构件的外形无圆弧角，即该构件的弯曲外表面为直角。该金属板是厚度不大于3毫米的低碳钢、铜和铜合金、铝和铝合金、或其它硬度较低的有色金属。本发明方法较好地解决了多年以来弯曲加工后的金属板外表面留有圆弧角的“后遗症”，能够实现冲压构件弯曲外形无圆弧角的设计要求，为诸如手机、掌上电脑、MP3等IT产品和家电产品等外观要求较高的行业，提供了一种简单易行、成本低廉的工艺技术手段，使得产品的外观造型或结构零件的设计更加精致、美观。

Description

一种金属板的弯曲制造方法
技术领域
本发明涉及一种金属板的弯曲制造方法，确切地说，涉及一种弯曲加工后的金属板的弯曲外表面为直角的弯曲制造方法，属于金属的轧制技术领域。
背景技术
众所周知，金属板的冲压弯曲加工是一种广泛采用的传统机械工艺，它是利用金属材料塑性变形的机械特性和锻延变形的工艺性能，在冲压设备和模具上对金属板进行的弯曲加工。由于金属材料的塑性变形之故，在冲压弯曲加工后，金属板在其冲压弯曲变形部位的外表面上，不可避免地会留有一个圆弧角。图1(A)、(B)分别展示了没有采用压板(其凹、凸模1、2均为V型结构)与采用压板3(该压板3位于凹模1中间空腔下侧)的金属板材的两种常规弯曲加工工艺示意图。在上下凸凹模具2、1的压力作用下，两种情况下的金属板10(图中用剖面线)产生弯曲变形后，其变形部位的外表面上都会留有圆弧角R(参见图2)。并且，该圆弧角R的最小半径处的尺寸通常只是材料厚度的0.5倍，成为该金属构件的强度最薄弱之处。由于普通机械产品的这种外圆弧角对于金属构件的性能和使用，通常没有什么太大的不良影响，因此，金属板在弯曲加工后留有圆弧角的冲压“后遗症”一直沿袭至今，没有引起特别关注。
但是，随着社会的进步和科技的发展，许多具有高科技含量的机电领域的新产品，尤其是一些新型电子产品对金属板的冲压弯曲构件提出许多外观设计或结构造型方面的新要求，在许多场合中，金属板在弯曲加工后留有圆弧角R的结构特征是不允许的。例如目前应用比较普遍的卡接构件的凸爪，就不能留有圆角，否则就不能实现嵌合卡夹的封闭连接效果。因此，如何对这种传统制造工艺进行改进，就成为业内人士研究的新课题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种金属板的弯曲制造方法，使用该方法，可以解决现有冲压工艺的缺陷，实现金属冲压构件的外表面没有圆弧角的设计要求，能够满足一些现代电子产品对金属板冲压弯形构件的外观设计或结构造型上的特殊要求。
为了达到上述目的，本发明提供了一种金属板的弯曲制造方法，其技术方案是：采用两次冷挤压后、再进行金属切削加工的综合工艺，实现冲压构件的外形无圆弧角，即该构件的弯曲外表面为直角；包括下列工序步骤：
(1)采用冲床和冷挤压工艺对金属板进行第一次弯曲加工：将金属板挤压弯曲为45±5度，并在其弯曲部位挤压出一个小台阶；
(2)采用冲床和冷挤压工艺对金属板进行第二次弯曲加工：将已经弯曲为45±5度的金属板继续挤压成形，即将金属板挤压弯曲为90±3度；
(3)采用金属切削机床对金属板的弯曲端面进行切削加工：利用夹具固定后，对已经弯曲成形的金属板外表面进行切削加工，使得该金属板的弯曲端面平整、光滑、棱角分明，外圆弧角目视为0度。
所述步骤(1)中在金属板弯曲部位挤压出的小台阶的高度为该金属板厚度的0.15至0.20倍，此时，模具的凹、凸两模的小台阶成型部分的水平间隙小于该金属板的厚度。
所述步骤(2)中进行挤压的凹、凸两个模具之间的间隙与该金属板的厚度相同，以便该金属板在两个挤压模具之间进行的塑性变形有充分空间，避免产生外圆弧角。
所述步骤(3)中对金属板的弯曲端面的切削加工的切削量要大于所述小台阶的高度0.05毫米。
所述金属板为低碳钢、铜、铜合金、铝、铝合金、或其它硬度较低的有色金属。
所述金属板为中、高碳钢时，在对该金属板进行前两个工序步骤的两次冷挤压弯曲加工时，要先对金属板进行预加热，加热温度为摄氏300～500度。
所述金属板的厚度不大于3毫米。
为了达到上述目的，本发明还提供了一种金属板的弯曲制造方法，其特征在于：采用两次冷挤压后、再进行金属切削加工的综合工艺，实现冲压构件的外形无圆弧角，即该构件的弯曲外表面的目标角度为45～90度；包括下列工序步骤：
(1)采用冲床和冷挤压工艺对金属板进行第一次弯曲加工：将金属板挤压弯曲到目标角度的一半，并在其弯曲部位挤压出一个小台阶；
(2)采用冲床和冷挤压工艺对金属板进行第二次弯曲加工：将已经弯曲为目标角度的一半的金属板继续挤压成形，将金属板挤压弯曲为目标角度±3度；
(3)采用金属切削机床对金属板的弯曲端面进行切削加工：利用夹具固定后，对已经弯曲成形的金属板外表面进行切削加工，使得该金属板的弯曲端面平整、光滑、棱角分明，外圆弧角目视为0度。
本发明的制造方法较好地解决了多年以来弯曲加工后的金属板外表面留有圆弧角的“后遗症”，能够实现冲压构件弯曲外形无圆弧角的设计要求，为诸如手机、掌上电脑、MP3等IT产品和家电产品等外观要求较高的行业，提供了一种简单易行、成本低廉的工艺技术手段，使得产品的外观造型或结构零件的设计更加精致、美观。
附图说明
图1(A)、(B)分别是现有的金属板的两种弯曲加工(无压板和有压板)方法示意图。
图2是现有的金属板弯曲加工后其弯曲外表面留有圆弧角的示意图。
图3(A)、(B)、(C)、(D)分别是金属板工件在本发明先后采用两次挤压和金属切削的三个工序步骤中的形状变化示意图。
图4是本发明进行第一次挤压弯曲加工的工艺操作示意图。
图5(A)、(B)是本发明进行第二次挤压弯曲加工前后的工艺操作示意图。
图6(A)、(B)分别是利用本发明加工的一实施例工件的俯视图和剖视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
参见图3～图5，介绍本发明的金属板弯曲制造方法，它是先后采用两次冷挤压和金属切削加工的综合工艺，实现冲压构件的外形无圆弧角，即该构件的弯曲外表面为直角；该方法包括下列工序步骤：
(1)采用冲床和冷挤压工艺对金属板10进行第一次弯曲加工：将金属板10挤压弯曲为45±5度，并在图中用圆标出的金属板弯曲变形部位挤压出一个小台阶11；该小台阶11的高度为该金属板10厚度t的0.15至0.20倍，此时挤压模具的凹、凸两模1、2小台阶成型部分的水平间隙p小于该金属板10的厚度t(参见图3(A)和图4)。
(2)采用冲床和冷挤压工艺对金属板10进行第二次弯曲加工：将已经弯曲为45±5度的金属板10继续挤压成形，即将金属板挤压弯曲为90±3度；此时挤压的两个凹凸模具1、2之间的间隙与该金属板10的厚度t相同，使得该金属板在两个挤压模具之间能够进行充分的塑性变形，不会产生外圆弧角(参见图3(B)和图5)。图中气缸4是用于支撑和挤压凹凸模具1、2的冲床部件。
(3)采用金属切削机床(如铣床)对金属板的弯曲端面进行切削加工：利用夹具固定金属板后，对其弯曲成形的外表面进行切削加工，切削量要略大于小台阶的高度δ(例如δ+0.05毫米)，使得该金属板的弯曲端面平整、光滑、棱角分明，外圆弧角目视为0度(参见图3中金属板10切削前后的示意图(C)、(D))。
需要说明的是，本发明的方法只适用于厚度不大于3毫米的金属薄板，例如低碳钢、铜和铜合金、铝和铝合金、或其它硬度较低的有色金属。如果金属板为硬度较高的中、高碳钢时，则在进行前两个弯曲加工工序操作时，需要先对金属板进行预加热(加热温度为摄氏300～500度)，即采用热锻压弯曲变形。如果金属板弯曲的角度只有45～90度时，在步骤(1)时先将金属板弯曲到目标角度的一半，在步骤(2)时再将金属板弯曲到目标角度，其它工艺参数不变。
参见图6，介绍本发明的试验实施例，图示是申请人生产的掌上电脑的电池后盖(材料为铝合金5052)，从俯视图中看出其左右两侧边和底边有四个卡爪，用于与壳体嵌合卡固。采用本发明工艺加工制造的该卡爪的外表面没有圆角(参见剖视图)，完全实现了产品结构设计的要求。

Claims (8)

1、一种金属板的弯曲制造方法，其特征在于：采用两次冷挤压后、再进行金属切削加工的综合工艺，实现冲压构件的外形无圆弧角，即该构件的弯曲外表面为直角；包括下列工序步骤：
(1)采用冲床和冷挤压工艺对金属板进行第一次弯曲加工：将金属板挤压弯曲为45±5度，并在其弯曲部位挤压出一个小台阶；
(2)采用冲床和冷挤压工艺对金属板进行第二次弯曲加工：将已经弯曲为45±5度的金属板继续挤压成形，即将金属板挤压弯曲为90±3度；
(3)采用金属切削机床对金属板的弯曲端面进行切削加工：利用夹具固定后，对已经弯曲成形的金属板外表面进行切削加工，使得该金属板的弯曲端面平整、光滑、棱角分明，外圆弧角目视为0度。
2、根据权利要求1所述的金属板的弯曲制造方法，其特征在于：所述步骤(1)中在金属板弯曲部位挤压出的小台阶的高度为该金属板厚度的0.15至0.20倍，此时，模具的凹、凸两模的小台阶成型部分的水平间隙小于该金属板的厚度。
3、根据权利要求1所述的金属板的弯曲制造方法，其特征在于：所述步骤(2)中进行挤压的凹、凸两个模具之间的间隙与该金属板的厚度相同，以便该金属板在两个挤压模具之间进行的塑性变形有充分空间，避免产生外圆弧角。
4、根据权利要求1或2所述的金属板的弯曲制造方法，其特征在于：所述步骤(3)中对金属板的弯曲端面的切削加工的切削量要大于所述小台阶的高度0.05毫米。
5、根据权利要求1所述的金属板的弯曲制造方法，其特征在于：所述金属板为低碳钢、铜、铜合金、铝、铝合金、或其它硬度较低的有色金属。
6、根据权利要求1所述的金属板的弯曲制造方法，其特征在于：所述金属板为中、高碳钢时，在对该金属板进行前两个工序步骤的两次冷挤压弯曲加工时，要先对金属板进行预加热，加热温度为摄氏300～500度。
7、根据权利要求1或5或6所述的金属板的弯曲制造方法，其特征在于：所述金属板的厚度不大于3毫米。
8、一种金属板的弯曲制造方法，其特征在于：采用两次冷挤压后、再进行金属切削加工的综合工艺，实现冲压构件的外形无圆弧角，即该构件的弯曲外表面的目标角度为45～90度；包括下列工序步骤：
(1)采用冲床和冷挤压工艺对金属板进行第一次弯曲加工：将金属板挤压弯曲到目标角度的一半，并在其弯曲部位挤压出一个小台阶；
(2)采用冲床和冷挤压工艺对金属板进行第二次弯曲加工：将已经弯曲为目标角度的一半的金属板继续挤压成形，将金属板挤压弯曲为目标角度±3度；
(3)采用金属切削机床对金属板的弯曲端面进行切削加工：利用夹具固定后，对已经弯曲成形的金属板外表面进行切削加工，使得该金属板的弯曲端面平整、光滑、棱角分明，外圆弧角目视为0度。
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