下弦節(jié)點(diǎn)預(yù)埋鋼筋彎曲成形工藝及模具設(shè)計(jì)

中鐵寶橋天元實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司 （寶雞 721001） 郭坤亮

預(yù)埋鋼筋是規(guī)格為φ32mm帶有縱肋的月牙肋鋼筋，縱肋高度為2.4mm，實(shí)際外徑在φ33.7～φ35.2mm之間，零件長(zhǎng)度為1200mm。為增加預(yù)埋鋼筋的錨固力，設(shè)計(jì)彎曲面不在同一個(gè)平面上，其彎曲截面互相垂直。預(yù)埋鋼筋3D模型如圖1所示。

圖1

1.零件工藝性分析

（1）彎曲成形方式 預(yù)埋鋼筋技術(shù)條件要求采用機(jī)械冷彎方式，若不對(duì)鋼筋進(jìn)行加熱，僅靠手工很難彎曲成形。采用車間3000kN摩擦壓力機(jī)進(jìn)行沖模壓彎成形。

（2）鋼筋縱肋對(duì)彎曲成形的影響 鋼筋在彎曲過程中，若在端頭進(jìn)行直角彎曲前，在空氣錘上將變形區(qū)的縱肋鐓平，則能有效減小轉(zhuǎn)動(dòng)幅度，但彎曲后工件仍需進(jìn)行矯正。經(jīng)分析，成形內(nèi)容主要有：下料→鐓平縱肋→直角壓彎→中間“S”形壓彎→矯正。

2.模具設(shè)計(jì)

（1）彈復(fù)分析 回彈是彎曲過程中不可避免的現(xiàn)象，也是沖壓成形缺陷中最難以解決的問題。鋼筋沖模壓彎變形由塑性變形和彈性變形兩部分組成。鋼筋沖模壓彎合模時(shí)，變形區(qū)內(nèi)外層應(yīng)力與應(yīng)變的性質(zhì)相反，分模時(shí)這兩部分彈復(fù)變形的方向也是相反的，所以它們引起鋼筋形狀和尺寸的變化十分顯著，使預(yù)埋鋼筋的幾何精度受到損害。在實(shí)際沖壓條件下，為使鋼筋變形區(qū)產(chǎn)生彎曲變形以形成零件形狀，在模具作用下，不可避免地也使非變形區(qū)產(chǎn)生一定的變形；分模時(shí)，鋼筋非變形區(qū)也同樣會(huì)產(chǎn)生與合模時(shí)變形方向相反的彈復(fù)變形，造成鋼筋形狀變化。對(duì)非變形區(qū)的變形和彈復(fù)起主要影響的是鋼筋彎曲方式和模具結(jié)構(gòu)尺寸。

（2）端頭直角彎曲模設(shè)計(jì) 因鋼筋采用冷彎方式，彈復(fù)角相對(duì)于熱彎曲方式大，同時(shí)考慮模具間隙及非變形區(qū)的變形，彈復(fù)角取13°，即模具角度為77°，使得回彈后的形狀符合工件要求。直角彎曲凹模結(jié)構(gòu)3D模型如圖2所示，直角彎曲凸模結(jié)構(gòu)3D模型如圖3所示。

圖2

圖3

鋼筋仰角13°入凹模，送料至凹模后側(cè)螺栓端頭定位處，由凸凹模合模沖壓成形；分模后，鋼筋從凹模中間退料口退出。

（3）中間“S”形彎曲模設(shè)計(jì) 根據(jù)預(yù)埋鋼筋中間“S”形對(duì)稱性特點(diǎn)，且“S”形兩側(cè)直線較長(zhǎng)，在設(shè)計(jì)模具時(shí)將成形斜面傾斜一定角度，以保證成形尺寸和平行度要求。依據(jù)彎曲件兩臂非變形區(qū)向相反兩個(gè)方向彈復(fù)變形，使二者相互補(bǔ)償?shù)奶攸c(diǎn)，彈復(fù)角取2°，即模具角度比工件角度小2°。中間“S”形彎曲模結(jié)構(gòu)3D模型如圖4所示。

“S”形彎曲模凸凹模結(jié)構(gòu)完全一樣，合模時(shí)采用一模兩件成形，鋼筋直角彎曲端左右各一件水平放置，定位采用焊接附件。此方法既可提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，又能減小鋼筋轉(zhuǎn)動(dòng)幅度。

圖4