一種金屬板的彎曲制造方法技術

一種金屬板的彎曲制造方法，采用先后兩次冷擠壓和金屬切削加工的綜合工藝，實現沖壓構件的外形無圓弧角，即該構件的彎曲外表面為直角。該金屬板是厚度不大于３毫米的低碳鋼、銅和銅合金、鋁和鋁合金、或其它硬度較低的有色金屬。本發明專利技術方法較好地解決了多年以來彎曲加工后的金屬板外表面留有圓弧角的“后遺癥”，能夠實現沖壓構件彎曲外形無圓弧角的設計要求，為諸如手機、掌上電腦、ＭＰ３等ＩＴ產品和家電產品等外觀要求較高的行業，提供了一種簡單易行、成本低廉的工藝技術手段，使得產品的外觀造型或結構零件的設計更加精致、美觀。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，確切地說，涉及一種彎曲加工后的金屬板的彎曲外表面為直角的彎曲制造方法，屬于金屬的軋制

技術介紹
眾所周知，金屬板的沖壓彎曲加工是一種廣泛采用的傳統機械工藝，它是利用金屬材料塑性變形的機械特性和鍛延變形的工藝性能，在沖壓設備和模具上對金屬板進行的彎曲加工。由于金屬材料的塑性變形之故，在沖壓彎曲加工后，金屬板在其沖壓彎曲變形部位的外表面上，不可避免地會留有一個圓弧角。圖1(A)、(B)分別展示了沒有采用壓板(其凹、凸模1、2均為V型結構)與采用壓板3(該壓板3位于凹模1中間空腔下側)的金屬板材的兩種常規彎曲加工工藝示意圖。在上下凸凹模具2、1的壓力作用下，兩種情況下的金屬板10(圖中用剖面線)產生彎曲變形后，其變形部位的外表面上都會留有圓弧角R(參見圖2)。并且，該圓弧角R的最小半徑處的尺寸通常只是材料厚度的0.5倍，成為該金屬構件的強度最薄弱之處。由于普通機械產品的這種外圓弧角對于金屬構件的性能和使用，通常沒有什么太大的不良影響，因此，金屬板在彎曲加工后留有圓弧角的沖壓“后遺癥”一直沿襲至今，沒有引起特別關注。但是，隨著社會的進步和科技的發展，許多具有高科技含量的機電領域的新產品，尤其是一些新型電子產品對金屬板的沖壓彎曲構件提出許多外觀設計或結構造型方面的新要求，在許多場合中，金屬板在彎曲加工后留有圓弧角R的結構特征是不允許的。例如目前應用比較普遍的卡接構件的凸爪，就不能留有圓角，否則就不能實現嵌合卡夾的封閉連接效果。因此，如何對這種傳統制造工藝進行改進，就成為業內人士研究的新課題。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的目的是提供，使用該方法，可以解決現有沖壓工藝的缺陷，實現金屬沖壓構件的外表面沒有圓弧角的設計要求，能夠滿足一些現代電子產品對金屬板沖壓彎形構件的外觀設計或結構造型上的特殊要求。為了達到上述目的，本專利技術提供了，其技術方案是先后采用兩次冷擠壓和金屬切削加工的綜合工藝，實現沖壓構件的外形無圓弧角，即該構件的彎曲外表面為直角；包括下列工序步驟(1)采用沖床和冷擠壓工藝對金屬板進行第一次彎曲加工將金屬板擠壓彎曲為45±5度，并在其彎曲部位擠壓出一個小臺階；，(2)采用沖床和冷擠壓工藝對金屬板進行第二次彎曲加工將已經彎曲為45±5度的金屬板繼續擠壓成形，即將金屬板擠壓彎曲為90±3度；(3)采用金屬切削機床對金屬板的彎曲端面進行切削加工利用夾具固定后，對已經彎曲成形的金屬板外表面進行切削加工，使得該金屬板的彎曲端面平整、光滑、棱角分明，外圓弧角目視為0度。所述步驟(1)中在金屬板彎曲部位擠壓出的小臺階的高度為該金屬板厚度的0.15至0.20倍，此時，模具的凹、凸兩模的小臺階成型部分的水平間隙小于該金屬板的厚度。所述步驟(2)中進行擠壓的凹、凸兩個模具之間的間隙與該金屬板的厚度相同，以便該金屬板在兩個擠壓模具之間進行的塑性變形有充分空間，避免產生外圓弧角。所述步驟(3)中對金屬板的彎曲端面的切削加工的切削量要大于所述小臺階的高度0.05毫米。所述金屬板為低碳鋼、銅和銅合金、鋁和鋁合金、或其它硬度較低的有色金屬。所述金屬板為中、高碳鋼時，在進行前兩個工序步驟的彎曲加工時，需要先對金屬板進行預加熱，加熱溫度為攝氏300～500度。所述金屬板的厚度不大于3毫米。所述方法既適用于金屬板彎曲90度的制造過程，也適用于金屬板彎曲45～90度的制造過程；對于后者，在步驟(1)時先將金屬板彎曲到目標角度的一半，在步驟(2)時再將金屬板彎曲到目標角度，其它工藝參數不變。本專利技術的制造方法較好地解決了多年以來彎曲加工后的金屬板外表面留有圓弧角的“后遺癥”，能夠實現沖壓構件彎曲外形無圓弧角的設計要求，為諸如手機、掌上電腦、MP3等IT產品和家電產品等外觀要求較高的行業，提供了一種簡單易行、成本低廉的工藝技術手段，使得產品的外觀造型或結構零件的設計更加精致、美觀。附圖說明圖1(A)、(B)分別是現有的金屬板的兩種彎曲加工(無壓板和有壓板)方法示意圖。圖2是現有的金屬板彎曲加工后其彎曲外表面留有圓弧角的示意圖。圖3(A)、(B)、(C)、(D)分別是金屬板工件在本專利技術先后采用兩次擠壓和金屬切削的三個工序步驟中的形狀變化示意圖。圖4是本專利技術進行第一次擠壓彎曲加工的工藝操作示意圖。圖5(A)、(B)是本專利技術進行第二次擠壓彎曲加工前后的工藝操作示意圖。圖6(A)、(B)分別是利用本專利技術加工的一實施例工件的俯視圖和剖視圖。具體實施例方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本專利技術作進一步的詳細描述。參見圖3～圖5，介紹本專利技術的金屬板彎曲制造方法，它是先后采用兩次冷擠壓和金屬切削加工的綜合工藝，實現沖壓構件的外形無圓弧角，即該構件的彎曲外表面為直角；該方法包括下列工序步驟 (1)采用沖床和冷擠壓工藝對金屬板10進行第一次彎曲加工將金屬板10擠壓彎曲為45±5度，并在圖中用圓標出的金屬板彎曲變形部位擠壓出一個小臺階11；該小臺階11的高度為該金屬板10厚度t的0.15至0.20倍，此時擠壓模具的凹、凸兩模1、2小臺階成型部分的水平間隙p小于該金屬板10的厚度t(參見圖3(A)和圖4)。(2)采用沖床和冷擠壓工藝對金屬板10進行第二次彎曲加工將已經彎曲為45±5度的金屬板10繼續擠壓成形，即將金屬板擠壓彎曲為90±3度；此時擠壓的兩個凹凸模具1、2之間的間隙與該金屬板10的厚度t相同，使得該金屬板在兩個擠壓模具之間能夠進行充分的塑性變形，不會產生外圓弧角(參見圖3(B)和圖5)。圖中氣缸4是用于支撐和擠壓凹凸模具1、2的沖床部件。(3)采用金屬切削機床(如銑床)對金屬板的彎曲端面進行切削加工利用夾具固定金屬板后，對其彎曲成形的外表面進行切削加工，切削量要略大于小臺階的高度δ(例如δ+0.05毫米)，使得該金屬板的彎曲端面平整、光滑、棱角分明，外圓弧角目視為0度(參見圖3中金屬板10切削前后的示意圖(C)、(D))。需要說明的是，本專利技術的方法只適用于厚度不大于3毫米的金屬薄板，例如低碳鋼、銅和銅合金、鋁和鋁合金、或其它硬度較低的有色金屬。如果金屬板為硬度較高的中、高碳鋼時，則在進行前兩個彎曲加工工序操作時，需要先對金屬板進行預加熱(加熱溫度為攝氏300～500度)，即采用熱鍛壓彎曲變形。如果金屬板彎曲的角度只有45～90度時，在步驟(1)時先將金屬板彎曲到目標角度的一半，在步驟(2)時再將金屬板彎曲到目標角度，其它工藝參數不變。參見圖6，介紹本專利技術的試驗實施例，圖示是申請人生產的掌上電腦的電池后蓋(材料為鋁合金5052)，從俯視圖中看出其左右兩側邊和底邊有四個卡爪，用于與殼體嵌合卡固。采用本專利技術工藝加工制造的該卡爪的外表面沒有圓角(參見剖視圖)，完全實現了產品結構設計的要求。權利要求1.，其特征在于先后采用兩次冷擠壓和金屬切削加工的綜合工藝，實現沖壓構件的外形無圓弧角，即該構件的彎曲外表面為直角；包括下列工序步驟(1)采用沖床和冷擠壓工藝對金屬板進行第一次彎曲加工將金屬板擠壓彎曲為45±5度，并在其彎曲部位擠壓出一個小臺階；，(2)采用沖床和冷擠壓工藝對金屬板進行第二次彎曲加工將已經彎曲為45±5度的金屬板繼續擠壓成形，即將金屬板擠壓彎曲方90±3度；(3)采用金屬切削機床對金屬板的彎曲端面進本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種金屬板的彎曲制造方法，其特征在于：先后采用兩次冷擠壓和金屬切削加工的綜合工藝，實現沖壓構件的外形無圓弧角，即該構件的彎曲外表面為直角；包括下列工序步驟：（１）采用沖床和冷擠壓工藝對金屬板進行第一次彎曲加工：將金屬板擠壓彎曲為４５ ±５度，并在其彎曲部位擠壓出一個小臺階；（２）采用沖床和冷擠壓工藝對金屬板進行第二次彎曲加工：將已經彎曲為４５±５度的金屬板繼續擠壓成形，即將金屬板擠壓彎曲為９０±３度；（３）采用金屬切削機床對金屬板的彎曲端面進行切削加工： 利用夾具固定后，對已經彎曲成形的金屬板外表面進行切削加工，使得該金屬板的彎曲端面平整、光滑、棱角分明，外圓弧角目視為０度。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：文家福，
申請(專利權)人：聯想北京有限公司，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]