CN103778322A - 一种折弯机上模滑块进深控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种折弯机上模滑块进深控制方法，在应用本发明方法时，只需给出折弯板料的厚度t、弹性模量E、强度极限σ_b、下模名义开口V、下模V型槽的V型角β和模具下模V型槽槽口处的圆角半径r₁，即可通过公式直接计算出预期得到的任意回弹后的折弯角α₁对应的上模进深h值。然后执行上模滑块下压至上模进深h值处，取出折弯板料。依照本发明进行折弯，最终得到的折弯角与目标折弯角的误差很小。本发明方法简单有效、精确度高，并且不依赖于工人的经验，对于大范围工业应用有着广阔的前景，进而可以不在依赖国外的进口设备，节省大量的资金。

Description

一种折弯机上模滑块进深控制方法

技术领域

本发明涉及折弯机工艺参数计算控制领域，具体是一种板料折弯时考虑了回弹影响的折弯机上模进深量的调整控制方法。

背景技术

板料在折弯机上通过V型折弯模具进行自由折弯操作后可以折弯成一定的角度。折弯模具的上模固定在折弯机滑块上，上模压入下模的距离定义为上模进深，简称进深，通过控制进深值可以把板料折弯成不同的角度。模具放松后板料由于材料弹性的作用会发生回弹，回弹后的角度就是最终得到的折弯角，这个折弯角比模具压入一定进深未放松时的折弯角要大一些，由于回弹的存在使得最终得到的折弯角与期望得到的折弯角之间总是有一些误差。现阶段大多数企业都是通过有经验的工人进行操作，精确折弯不能有效保证，高档一点的数控折弯机多是进口国外的数控设备，如荷兰delem数控计算***等，这些技术属于国外企业的核心技术一般不对外公布，具体的进深计算方法不得而知。鉴于此种现状，通过对折弯理论的深入了解和进行多次折弯实验最后整理出了本发明。

发明内容

要解决的技术问题：针对现有技术的不足，本发明提出一种折弯机上模进深调整方法，解决现有技术中普通企业中仅凭工人经验无法精确折弯，购买国外进口设备费用昂贵的技术问题。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种折弯机上模滑块进深控制方法，包括顺序执行以下步骤：

第一步、计算折弯机上模滑块进深需要的参数，包括以下3个公式：

折弯内半径R满足公式R＝K_rV₁+0.1V-t   （1）

折弯回弹前的折弯角α₀满足公式 ${\mathrm{\α}}_0=180+\frac{180-{\mathrm{\α}}_1}{3(R+t/2){\mathrm{\σ}}_b/\mathrm{Et}-1}---\left(2\right)$

折弯板料被折弯时实际开口宽度V₁满足公式

联立上述公式（1）、（2）和（3），计算得到折弯回弹前的折弯角α₀和折弯内半径R；

其中：

r₁为模具下模V型槽槽口处的圆角半径；

t为板料的厚度；

V为折弯模具下模名义开口，V满足6t≤V≤12t；

K_r＝0.15+0.45*r₁/V；

α₁为目标折弯角；

E为折弯板料的弹性模量；

σ_b为折弯板料的强度极限；

第二步、利用下式计算折弯机上模滑块进深h：

$h=\frac{V}{2\mathrm{tg}({\mathrm{\α}}_0/2)}+R-\frac{R+t}{\sin \frac{{\mathrm{\α}}_0}{2}}+\frac{r_1}{\mathrm{tg}({\mathrm{\α}}_0/2)}[\mathrm{tg}(45-\mathrm{\β}/4)-\mathrm{tg}(45-{\mathrm{\α}}_0/4)]$

其中：

h为折弯机上模滑块进深，以下模上平面为上模滑块进深的起始计算点，以上模滑块压入下模V型槽的垂直距离h为进深值的大小，上模滑块压入下模时的h为正，在下模上平面以上h为负；

V为折弯模具下模名义开口；

α₀为折弯回弹前的折弯角；

R为折弯内半径；

t为板料的厚度；

r₁为模具下模V型槽槽口处的圆角半径；

β为V型槽的V型角；

第三步、将上模滑块下压至折弯机上模进深h处进行折弯，然后抬起折弯机上模，取出板料。板料取出后的回弹后得到的折弯角度即为目标折弯角，误差在合理范围之内。

作为优选的，在本发明中，在第一步公式（1）中，用折弯模具下模名义开口V替换V₁得公式（4）R＝K_rV+0.1V-t进行计算。因为折弯模具下模名义开口V与V₁尺寸相当，故引起的误差很小，这样可以不必对公式（3）进行计算，简化了计算过程。

为了便于计算，在本发明中，在第一步公式（1）中，当r₁/V≤0.1时，取K_r＝0.15。只有当r₁与V的数值相比显得较大时，即r₁/V>0.1时，K_r＝0.15+0.45*r₁/V。

有益效果：

本发明方法中的公式R＝K_rV₁+0.1V-t是在经过多次折弯实验的基础上，通过对实验数据的整合和对计算公式的分析论证后提出的计算公式，相比传统的折弯内半径公式R=K_rV，K_r值更容易确定，进而计算结果也更加准确。应用本发明方法时，只需给出折弯板料的厚度t、弹性模量E、强度极限σ_b、下模名义开口V、下模V型槽的V型角β和模具下模V型槽槽口处的圆角半径r₁，即可通过公式直接计算出预期得到的任意回弹后的折弯角α₁对应的上模进深h值。

实验证明，按照本发明方法计算出来的上模进深h值进行折弯后得到的折弯角与目标折弯角之间的误差极小，目标折弯角α₁的精度除了依靠设备的加工精度外，最主要的是通过本发明科学合理的计算方法来保证精度。本发明方法简单有效、精确度高，并且不依赖于工人的经验，对于大范围工业应用有着广阔的前景，进而可以不在依赖国外的进口设备，节省大量的资金。

附图说明

图1为本发明用于折弯工艺中的控制过程流程图；

图2为回弹前后折弯圆弧的关系图；

图3为折弯时模具与板料的位置关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

首先获取折弯板料2和模具的相关参数如下：折弯板料2的厚度t=1.4mm，材料为Q235，取弹性模量E=200000MPa，强度极限σ_b=450MPa，折弯模具下模名义开口V=12mm，V型槽的V型角β=86°，模具下模3的V型槽槽口处的圆角半径r₁=1mm。因为V/t=8.6，满足6t≤V≤12t，所以可以运用本发明方法。

设目标折弯角α₁=102°。

在数控式的折弯机上，一般都设有控制单元、电机、液压***、上模滑块1和下模3，其中控制单元发送电机信号用于驱动电机，电机通过液压***控制上模滑块1进行上下运动，在下模3上设有位置测量传感器用于测量上模滑块1压入下模3中的进深。

依照本发明方法，包括顺序执行以下步骤：

第一步、计算折弯机上模滑块1进深需要的参数，包括以下3个公式：

折弯内半径R满足公式R＝K_rV₁+0.1V-t   （1）

折弯回弹前的折弯角α₀满足公式 ${\mathrm{\α}}_0=180+\frac{180-{\mathrm{\α}}_1}{3(R+t/2){\mathrm{\σ}}_b/\mathrm{Et}-1}---\left(2\right)$

折弯板料被折弯时的实际开口宽度V₁满足公式

其中：

r₁为模具下模V型槽槽口处的圆角半径；

t为折弯板料2的厚度；

V为折弯模具下模3的名义开口，V满足6t≤V≤12t；

K_r＝0.15+0.45*r₁/V；

α₁为目标折弯角；

E为折弯板料2的弹性模量；

σ_b为折弯板料2的强度极限；

联立上述公式（1）、（2）和（3），计算得到折弯回弹前的折弯角α₀和折弯内半径R；

在计算过程中，由于折弯模具下模名义开口V与V₁尺寸相当，故在公式（1）中用折弯模具下模名义开口V代替V₁得到公式（4）R＝K_rV+0.1V-t，进而不必计算公式（3），只需联立公式（4）和公式（2）；又由于r₁/V＝1/12＝0.08＜0.1，所以取K_r＝0.15，计算得到折弯内半径R=1.6mm，折弯回弹前的折弯角α₀=101.125°。

第二步、利用下式计算折弯机上模滑块进深h：

$h=\frac{V}{2\mathrm{tg}({\mathrm{\α}}_0/2)}+R-\frac{R+t}{\sin \frac{{\mathrm{\α}}_0}{2}}+\frac{r_1}{\mathrm{tg}({\mathrm{\α}}_0/2)}[\mathrm{tg}(45-\mathrm{\β}/4)-\mathrm{tg}(45-{\mathrm{\α}}_0/4)]$

其中：

h为折弯机上模滑块进深，以下模上平面为上模进深的起始计算点，以上模进滑块压入下模V型槽的垂直距离h为进深值的大小，上模压入下模时的h为正，在下模上平面以上h为负，h的测量通过设置在下模3上的位置测量传感器实现；

V为折弯模具下模名义开口；

α₀为折弯回弹前的折弯角；

R为折弯内半径；

t为板料的厚度；

r₁为模具下模V型槽槽口处的圆角半径；

β为V型槽的V型角；

将计算得到的弯内半径R=1.6mm，折弯回弹前的折弯角α₀=101.125°带入上式计算得到折弯机上模滑块进深h=2.73mm。

将上述计算方法嵌入至控制单元中，只要输入相关参数，控制单元便可进行计算得出折弯机上模滑块进深值。

第三步、按照计算的结果控制折弯机上模滑块1进深，当位置传感器测量进深下压到2.73mm位置时，通过控制单元输出电机信号使电机停止转动，从而控制液压***保持进深为2.73mm的位置，然后通过液压***放松模具，从模具中间取出折弯板料，取出板料后折弯角已经回弹到位，此时用角度仪测量折弯角为102.4°，目标折弯角与实际折弯角之间的误差仅0.4°，自此完成一个完整的折弯控制过程。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种折弯机上模滑块进深控制方法，其特征在于：包括顺序执行以下步骤：

第一步、计算折弯机上模滑块进深需要的参数，包括以下3个公式：

折弯内半径R满足公式R＝K_rV₁+0.1V-t   （1）

折弯回弹前的折弯角α₀满足公式 ${\mathrm{\α}}_0=180+\frac{180-{\mathrm{\α}}_1}{3(R+t/2){\mathrm{\σ}}_b/\mathrm{Et}-1}---\left(2\right)$

折弯板料被折弯时实际开口宽度V₁满足公式

联立上述公式（1）、（2）和（3），计算得到折弯回弹前的折弯角α₀和折弯内半径R；

其中：

r₁为模具下模V型槽槽口处的圆角半径；

t为折弯板料的厚度；

V为折弯模具下模名义开口，V满足6t≤V≤12t；

K_r＝0.15+0.45*r₁/V；

α₁为目标折弯角；

E为折弯板料的弹性模量；

σ_b为折弯板料的强度极限；

第二步、利用下式计算折弯机上模滑块进深h：

$h=\frac{V}{2\mathrm{tg}({\mathrm{\α}}_0/2)}+R-\frac{R+t}{\sin \frac{{\mathrm{\α}}_0}{2}}+\frac{r_1}{\mathrm{tg}({\mathrm{\α}}_0/2)}[\mathrm{tg}(45-\mathrm{\β}/4)-\mathrm{tg}(45-{\mathrm{\α}}_0/4)]$

其中：

h为折弯机上模滑块进深，以下模上平面为上模滑块进深的起始计算点，以上模滑块压入下模V型槽的垂直距离h为进深值的大小，上模滑块压入下模时的h为正，在下模上平面以上h为负；

V为折弯模具下模名义开口；

α₀为折弯回弹前的折弯角；

R为折弯内半径；

t为折弯板料的厚度；

r₁为模具下模V型槽槽口处的圆角半径；

β为V型槽的V型角；

第三步、将上模滑块下压至折弯机上模进深h处进行折弯，然后抬起折弯机上模滑块，取出板料。

2.如权利要求1中所述的一种折弯机上模滑块进深控制方法，其特征在于：在第一步公式（1）中，折弯内半径用R＝K_rV+0.1V-t进行计算。

3.如权利要求1中所述的一种折弯机上模滑块进深控制方法，其特征在于：在第一步公式（1）中，当r₁/V≤0.1时，取K_r＝0.15。

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