淺談彎曲件模具的設(shè)計(jì)與校核

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1模具的設(shè)計(jì)計(jì)算

1.1回彈量的計(jì)算

板材彎曲回彈計(jì)算公式：Δa=0.414r/t-0.486°Δa為工件整形彎曲時(shí)的回彈值（度）；r為內(nèi)側(cè)的彎曲半徑，mm；t為彎曲件的材料厚度，mm。代入數(shù)值得Δa=0.414r/t-0.486°=0.549°因?yàn)榛貜椓窟h(yuǎn)小于其允許的角度偏差1°30’，故凸凹模均可按制件的基本尺寸標(biāo)注，在試模后稍加修磨，故不需要采取回彈措施來(lái)減小回彈量。

1.2成形工藝力的計(jì)算

該工件為U形件的單邊折彎件，屬于單角自由彎曲，其彎曲力計(jì)算公式：P=0.6Btσb/(r+t)式中，P為自由彎曲力，N；B為彎曲件的寬度，200mm；t為彎曲件的厚度，0.8mm；σb為材料的抗拉強(qiáng)度，40MPa；r為彎曲件的彎曲內(nèi)半徑，2mm。

1.3壓力中心成形

工藝力的合力中心稱(chēng)成為壓力中心。該模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，凸模結(jié)構(gòu)屬于對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，裝配后的凸模中心線(xiàn)恰好與模柄中心線(xiàn)重合，能夠保證模具和機(jī)床的精度及壽命。

2模具主要零部件的計(jì)算與校核

2.1模具間隙大小

對(duì)于U形件的彎曲，必須選擇合適的模具間隙。間隙過(guò)小，會(huì)使邊部壁厚變薄，降低模具的壽命；間隙過(guò)大則回彈大，降低制件的精度。由于模具要求有較好的耐磨性和耐沖擊性選擇模具的材料為合金工具鋼，牌號(hào)為Cr12；雙邊間隙為Z=2t(n1+1)。式中，Z為雙邊間隙，mm；t為工件的厚度，0.8mm；n1為間隙系數(shù)，0.10；代入公式得z=2t(n1+1)=2×0.8×（0.10+1）=1.76mm

2.2模具工作部分尺寸

由于電氣柜門(mén)體折彎模的設(shè)計(jì)采用的是單邊折彎模具的設(shè)計(jì)，所以無(wú)法根據(jù)模具體加工工件的內(nèi)外形標(biāo)注來(lái)確定凸模和凹模的尺寸。凸模為一體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而凹模結(jié)構(gòu)則根據(jù)凸模結(jié)構(gòu)與折彎要求采用固定塊的組合方式。依據(jù)加工尺寸為100mm的工件外形來(lái)確定凸模的尺寸。彎曲件是外形尺寸標(biāo)注，按磨損原則應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，先計(jì)算凹模，間隙取在凸模上。由于制件的公差未注，精度要求不高，制件的公差按IT14級(jí)選取：Δ=0.74mm；凸凹模的制造公差選用IT9級(jí)：δ凸=δ凹=0.074mm。

2.3凸、凹模的強(qiáng)度校核

為了滿(mǎn)足使用要求，要對(duì)凸、凹模結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膲簯?yīng)力強(qiáng)度校核。該模具凹模采用的是組合式結(jié)構(gòu)，可以只對(duì)凸模結(jié)構(gòu)進(jìn)行壓應(yīng)力校核，校核公式為F1≥P/[σ壓]。式中，P為彎曲力，N；F1為凸模的最小斷面積，20000mm2；[σ壓]為許用壓應(yīng)力，100MPa；則P/[σ壓]=6857/100=68.57mm2<F1所以滿(mǎn)足使用要求。

3模具設(shè)計(jì)

由于電氣柜門(mén)體的折彎工序簡(jiǎn)單，且沒(méi)有過(guò)高的精度要求，所以本模具設(shè)計(jì)選用的是單工序模設(shè)計(jì)，其通用性好，適合于中小批量的生產(chǎn)及大型零件的大量生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期短，價(jià)格低，缺點(diǎn)是加工精度低，壓力機(jī)的一次行程只能完成一道工序。凸、凹模采用螺釘緊固、銷(xiāo)釘定位，緊固力大，定位可靠，通用性較強(qiáng)，裝拆方便，適用于各種類(lèi)型的模具。

3.1模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用整體式設(shè)計(jì)，且采用對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，通過(guò)連接銷(xiāo)與上模座連接，并使凸模的壓力中心線(xiàn)與模柄的中心線(xiàn)重合。因?yàn)槭枪ぜ芜呎蹚澞ＴO(shè)計(jì)，對(duì)精度沒(méi)有特殊的要求，為了便于加工制造，凹模采用組合式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。該組合結(jié)構(gòu)主要有固定塊和回彈裝置組成。左右固定塊通過(guò)內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定在下模座上，共同組成下模結(jié)構(gòu)的刃口。左右固定塊上分別固定有擋料銷(xiāo)和導(dǎo)正銷(xiāo)，擋料銷(xiāo)起到對(duì)工件定位的作用，導(dǎo)正銷(xiāo)起到導(dǎo)向作用。

3.2回彈裝置的設(shè)計(jì)

回彈裝置是下模結(jié)構(gòu)中的一部分，其作用是支撐工件，完成一次彎曲后，恢復(fù)到最初狀態(tài)一進(jìn)行下一次彎曲，同時(shí)也起到壓料作用。回彈裝置是由固定塊、螺釘以及壓縮彈簧共同組成。

4結(jié)束語(yǔ)

在折彎模具設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不僅要了解模具的零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還要考慮零件的加工工藝性。初步熟悉了模具設(shè)計(jì)的流程，以及設(shè)計(jì)過(guò)程中要注意的方方面面，為以后從事這方面的工作提拱了依據(jù)。

作者：趙玉才馬運(yùn)波尹劍波單位：合肥工業(yè)大學(xué)