【正文】 1） 上 模座： 200 160 45 GB/T ；材料： HT200； 2） 下模座： 200 160 55 GB/T ；材料： HT200； 3） 導(dǎo)柱： 導(dǎo)柱 A28h6 210 GB/T ；材料： 20 鋼；熱處理：滲碳深度 ～，硬度 58～ 62HRC； 4） 導(dǎo)套： 導(dǎo)套 A28H7 100 38 GB/T ；材料： 20 鋼；熱處理：滲碳深度～ ，硬度 58～ 62HRC。 南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 33 ３ 托板彎曲模設(shè)計(jì) 彎曲是使材料產(chǎn)生塑性變形、形成有一定角度形狀零件的沖壓工序。彎曲工序可以在普通壓力機(jī)上用模具進(jìn)行彎曲，也可以在專用的彎曲機(jī)上進(jìn)行折彎、滾彎或拉彎等。此次托板零件彎曲是在普通壓力機(jī)上用彎曲模進(jìn)行彎曲。 彎曲件的工藝性是指彎曲件的形狀、尺寸、精度、材料等是否符合彎曲工藝的要求。具有良好的工藝性的彎曲件，不僅能簡(jiǎn)化彎曲工藝過(guò)程和模具設(shè)計(jì)，而且能夠提高彎曲件的精 度和節(jié)省材料并有利于模具的設(shè)計(jì)制造。彎曲件的工藝性主要是指彎曲的結(jié)構(gòu)工藝性和彎曲件的精度兩個(gè)方面。 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性 1）彎曲件的彎曲半徑 彎曲件的彎曲半徑不應(yīng)小于材料的許可最小彎曲半徑，否則會(huì)產(chǎn)生彎裂。此次托板的材料選用的是 08F，厚度為 ，由表 3－ 1 可知，該材料可供彎曲的最小半徑為 rmin=。而托板的彎曲半徑為 R=，大于材料的最小彎曲半徑，符合工藝性要求。 表 3－ 1 板料彎曲件的最小彎曲半徑 材料 彎壓線與材料軋紋垂直 彎壓線與材料軋紋平行 08F、 08Al 2）彎曲件的直邊高度 此次托板彎曲的彎曲角度為 90186。，為了保證工件的彎曲質(zhì)量，須滿足：彎曲件的直邊高度應(yīng)大于 2t。根據(jù)托板零件圖 21可得，彎曲件的直邊高度 L=40，大于兩倍的托板厚度。所以托板的直邊高度也滿足工藝性要求。 3）彎曲件的孔邊距 帶孔的板料在彎曲時(shí)，如果孔位于彎曲區(qū)附近，則彎曲時(shí)孔的形狀會(huì)發(fā)生畸變，為避免這一現(xiàn)象產(chǎn)生，必須使孔位于變形區(qū)之外。 孔邊到彎曲半徑中心的距離應(yīng)滿足以下條件： t＜ 2mm時(shí)， s≥ t； t≥ 2mm時(shí)， s≥ 2t。 南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 34 由上述條件結(jié)合零件圖， t＝ ，且孔邊距 s＝ ，其值大于厚度，滿足工藝性要求。 彎曲件的精度 一般，彎曲件的尺寸精度在 IT13 以下，此次設(shè)計(jì)的托板零件的精度為 IT10，故托板的精度要求滿足工藝性要求。 托板的彎曲毛坯展開尺寸的長(zhǎng)度可由前面 2． 5． 4 托板的毛坯展開的尺寸計(jì)算得知，此處就不另加計(jì)算說(shuō)明了。 彎曲力是指工件完成預(yù)定彎曲時(shí)需要的壓力機(jī)所施加的壓力。彎曲力的大小不僅與材料品種、材料厚度、彎曲幾何參數(shù)有關(guān)，并且同設(shè)計(jì)彎曲模所確定的凸、凹 模間隙大小等因素有關(guān)。故彎曲力的大小很難用理論方法準(zhǔn)確計(jì)算，實(shí)際應(yīng)用中常用經(jīng)驗(yàn)公式作粗略計(jì)算。 彎曲分自由彎曲、接觸彎曲和校正彎曲。自由彎曲是指在凸、凹模隔著材料完全吻合以前的彎曲過(guò)程。而當(dāng)凸模繼續(xù)下壓，彎曲力上升的過(guò)程稱為校正彎曲。校正彎曲的作用是在于減少?gòu)澢谛读虾蟮幕貜?，提高彎曲件精度。一般?lái)說(shuō)，校正彎曲時(shí)的彎曲力比自由彎曲時(shí)的彎曲力要大。由于此次的彎曲件為 L 型彎曲，其彎邊角度為 90176。，故不需要進(jìn)行校正彎曲，彎曲工藝力只需要考慮自由彎曲時(shí)的彎曲力和頂件力。 自由彎曲時(shí)的彎曲力 V形約 束彎曲 bCbp rtt ?? ? （ 3－ 1） U形約束彎曲 bCbp rtt ?? ? （ 3－ 2） 式中： p—— 彎曲力（ N）； C—— 系數(shù)，取 1～ ； 南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 35 t—— 材料厚度（ mm）； b—— 彎曲件的寬度（ mm）； r—— 凸模圓角半徑（ mm）； б b—— 材料的抗拉強(qiáng)度（ MPa）。 由上式可得： bCbp rtt ?? ? ＝（ 0..6 1 30 1..5 300） /（ +1..5） ＝ KN （其中，取 C=1，б b=300MPa） 校正彎曲時(shí)的彎曲力 P1=Aρ （ 33） 式中， P1—— 校正彎曲時(shí)的彎曲力（ N） A —— 校正部分投影面積（ mm178。） ρ —— 單位面積校正壓力（ MPa） ,見下表 32。 表 32 單位校正力（ MPa） 材料 材料厚度 /mm ≤ 1 ＞ 1～ 3 ＞ 3～６ ＞ 6～ 10 1050A、 1035 15～ 20 20～ 30 30～ 40 40～ 50 08F、 1 20 30～ 40 40～ 60 60～ 80 80～ 100 2 35 40～ 50 50～ 70 70～ 100 100～ 120 由托板彎曲的毛坯尺寸可以知道： A＝ 80 60－ 2л 178。 ＝ 178。 查表 31得：取ρ =50MPa。則根據(jù)式（ 33）得校正彎曲力： P1 = 50 = KN 頂件力的計(jì)算 此次設(shè)計(jì)用的是有頂件裝置的彎曲模，故需要計(jì)算彎曲模的頂件力。一般頂件力的大小可近似取自由彎曲力的 30%～ 80%，即： FQ＝（ ～ ） p （ 3－ 4） 式中： FQ—— 頂件力； p—— 自由彎曲力。 南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 36 故由上式可以得到托板彎曲時(shí)的頂件力： FQ＝ ＝ KN 于是，總的彎曲力為： P＝ ＋ ＋ ＝ KN 根據(jù)總的彎曲力 P＝ KN，考慮到壓力機(jī)的適用范圍，故選擇開式雙柱可傾式壓力機(jī)。型號(hào)為 J23— 40型，其部分參數(shù)如下： 標(biāo)稱壓力： 400 KN； 滑塊行程： 100mm； 模柄孔尺寸（直徑深度）： φ 50mm 70mm 床身兩立柱之間的距離： 340mm； 工作臺(tái)尺寸：前后： 460mm；左右： 700mm； 最大傾斜角度： 30176。 ； 電動(dòng)機(jī)功率： 。 壓彎 過(guò)程并不完全是材料的塑性變形過(guò)程，其彎曲部分還存在著彈性變形。當(dāng)彎曲結(jié)束載荷去除后，由于彈性恢復(fù)，制件的彎曲角度和彎曲半徑發(fā)生變化因而與模具的形狀不一致，這種現(xiàn)象稱為回彈。回彈的大小通常用角度回彈Δθ和曲率回彈Δρ來(lái)表示。 影響回彈量的因素 ： 1）材料的力學(xué)性能：角度回彈量及曲率回彈量與材料的屈服點(diǎn)σ s 成正比，與彈性模量 E成反比； 2）相對(duì)彎曲半徑（彎曲半徑與材料厚度的比值 r/t ） 當(dāng)其他條件相同時(shí)，角度回彈量隨 r/t 值的增大而增大，曲率回彈量隨 r/t 的增大而減小； 3）彎曲角：彎曲角越大，表 示變形區(qū)域越大，角度回彈量也越大。而曲率回彈量與彎曲角度大小無(wú)關(guān)； 4）彎曲工件的形狀：一般彎制 U形工件要比彎制 V形工件的回彈量要??； 5）模具間隙：在彎曲 U形工件時(shí)，凸模與凹模之間的間隙越小，則回彈量越??； 南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 37 6）校正彎曲時(shí)的校正力：校正力小，回彈量大，增加回彈量可減小回彈量。 回彈值的確定 為得到形狀尺寸精確的彎曲件，需要確定回彈值。由于影響回彈值的因素較多，而各種因素又互相影響，因此無(wú)法用理論分析計(jì)算精確的回彈值。所以生產(chǎn)上通常用經(jīng)驗(yàn)數(shù)值和簡(jiǎn)單的計(jì)算，初步確定回彈值，然后在試模時(shí)進(jìn)行修正。 1）自由彎曲時(shí)的回彈值 此次托板零件的彎曲設(shè)計(jì)的相對(duì)彎曲半徑 tr ＝ 1 ＜ 5～ 8，即在彎曲變形后，彎曲半徑不大，故只需要考慮角度的回彈。可按表 3－ 3確定回彈值。 表 3－ 3 90186。單角自由彎曲時(shí)的回彈角Δα 材料 r/t 材料厚度 t/mm ＜ ～ 2 ＞ 2 軟鋼 ＜ 1 4186。 2186。 0186。 中等硬度鋼 ＜ 1 5186。 2186。 0186。 硬鋼 ＜ 1 7186。 4186。 2186。 由表可查得托板自由彎曲時(shí)的回彈角為Δα =2186。 2）校正彎曲時(shí)的回彈值 由于校正彎曲的作 用是減少?gòu)澢谛遁d后的回彈，故可以認(rèn)為校正彎曲時(shí)的回彈值很小，甚至可以忽略。 減小回彈量的措施 由于彎曲件在彎曲過(guò)程中總是伴隨著彈性變形，因此，為提高彎曲件的質(zhì)量，必須采用一些必要的措施來(lái)減小或補(bǔ)償由于回彈所產(chǎn)生的誤差。常用的控制彎曲件回彈的措施主要有如下幾種： 1）改進(jìn)彎曲件的設(shè)計(jì) （ 1）盡量避免選用過(guò)大的相對(duì)彎曲半徑 r/t。如有可能，在彎曲區(qū)壓出加強(qiáng)筋或成行邊翼，以提高彎曲件的剛度。抑制回彈。 （ 2）采用 σ s/ E 小、力學(xué)性能穩(wěn)定和板料厚度波動(dòng)小的材料，這樣不僅回彈小，而且成本低、易于彎曲 。 2）采用合適的彎曲工藝 （ 1） 增加彎曲力，用校正彎曲代替自由彎曲工藝。 南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 38 （ 2） 對(duì)冷作硬化材料，在彎曲前先退火，降低屈服強(qiáng)度。 （ 3）在允許的條件下采用加熱彎曲。 彎曲模工作部分的設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1） 確定凸、凹模圓角半徑及其之間的間隙； 2） 確定凹模工作部分深度； 3） 確定凸、凹模工作部分尺寸與制造公差。 彎曲模凸、凹模間隙的確定 在彎曲 V 形件時(shí)，凸、凹模間隙是靠調(diào)整壓力機(jī)的閉合高度來(lái)控制的，不需要在模具結(jié)構(gòu)上確定間隙。對(duì)于 U 形工件的彎曲，凸模與凹模之間的間隙值對(duì)彎 曲件的回彈、表面質(zhì)量和彎曲力均有很大影響，故其間隙值必須選擇適當(dāng)?shù)拈g隙值。間隙的大小對(duì)于工件質(zhì)量和彎曲力有很大的影響。間隙過(guò)大，則回彈也大，彎曲件尺寸和形狀不易保證；間隙過(guò)小，會(huì)使零件邊部壁厚減薄，降低模具壽命，且彎曲力大。因此必須確定合理的間隙值。 根據(jù)材料的種類、厚度以及彎曲件高度和寬度而定。間隙值按下式計(jì)算： 彎曲有色金屬時(shí)，間隙值用式計(jì)算。 凸、凹模單邊間隙 2Z ＝ tmin + nt （ 3－ 5） 彎曲黑色金屬時(shí)，間隙值用式計(jì)算。 凸、凹模單邊間隙 2Z ＝（ 1 + n） t （ 3－ 6） 式中， 2Z —— 凸、凹模間的單面間隙； t—— 材料厚度； tmin—— 材料的最小厚度； n—— 因數(shù)，其與彎曲件的高度 H和彎曲件的長(zhǎng)度 B有關(guān)見表 3－ 4。 表 3－ 4 因數(shù) n值 彎曲件高度 H/mm 材料厚度 t/mm ＜ ＞ ～２ ＞２～４ ＞４ ～５ B≤ 2H 10 — 南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 39 20 40 此次托板零件的彎曲設(shè)計(jì)采用的是 L形彎曲，所選用的材料是 08F，屬黑色金屬，厚度 t＝ ，故 凸、凹模間隙計(jì)算采用式 3－ 6計(jì)算。 由表 3－ 3查得： n＝ 。 故得彎曲模凸、凹模單面間隙值： 2Z ＝ (1＋ )＝ 彎曲模凸、凹模的圓角半徑的確定 1)凸模圓角半徑 材料產(chǎn)生 塑性變形才能形成所需的形狀，為了實(shí)現(xiàn)彎曲件的形狀，彎曲圓角半徑最大值是沒(méi)有限制的。彎曲件的相對(duì)彎曲半徑較小時(shí)，凸模的圓角半徑應(yīng)等于彎曲件內(nèi)側(cè)的圓角半徑，但不能小于材料允許的最小彎曲圓角半徑。若 r/t 小于最小彎曲圓角半徑，彎曲時(shí)應(yīng)取凸模的圓角半徑大于最小彎曲圓角半徑，然后利用整形工序使工件達(dá)到所需的彎曲半徑。 托板的相對(duì)彎曲半徑 tr ＝ ＝ 1，查表 31 得，托板相對(duì)彎曲半徑大于材料允許的最小圓角彎曲半徑，故此時(shí)得到凸模的圓角半 徑 r 凸 ＝ 。 2)凹模圓角半徑 凹模圓角半徑的大小對(duì)彎曲力和工件質(zhì)量均有影響。凹模圓角半徑過(guò)小，彎曲時(shí)坯料進(jìn)入凹模的阻力增大，工件表面容易產(chǎn)生擦傷甚至出現(xiàn)壓痕。凹模的圓角半徑過(guò)大，坯料難以準(zhǔn)確定位。為了防止彎曲時(shí)毛坯產(chǎn)生偏移，凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)一致。 生產(chǎn)中，凹模的圓角半徑可根據(jù)板料的厚度 t來(lái)選?。? t＜ 2mm時(shí)， r 凹 ＝（ 3～ 6） t； t＝ 2～ 4時(shí)， r 凹 ＝ (2～ 3) t； t＞ 4mm時(shí)， r 凹 ＝ 2t。 托板零件彎曲時(shí)的凹模的圓角半徑 r 凹 ＝ 4 ＝ 6 mm 凹模工作部分的深度 凹模工作部分深度要適當(dāng)。若深度過(guò)小，則工件兩端的自由部分較長(zhǎng)，彎曲件回彈大，工件不平直，影響零件精度；若深度過(guò)大，則浪費(fèi)模具材料，而且壓力機(jī)需要南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 40 較大的行程。只有當(dāng)直邊高度較小、而且尺寸精度要求較高時(shí)，才需要在彎曲時(shí)將直