【導讀】袈芁蒀袁膆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄羋薇羇袀芇蠆螀腿芆荿羆肅蒞蒁螈羈蒞薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蝕膁莂薈裊肇莁蝕蚈羃莀莀袃衿荿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蕆莆袀羆蒆蕿螃芅蒅蟻羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肅膇薀羃聿膇螞袆羅膆螄蠆芄膅蒄襖膀膄薆蚇肆膃蚈袂節(jié)莈蚅袈芁蒀袁膆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄羋薇羇袀芇蠆螀腿芆荿羆肅蒞蒁螈羈蒞薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蝕膁莂薈裊肇莁蝕蚈羃莀莀袃衿荿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蕆莆袀羆蒆蕿螃芅蒅蟻羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肅膇薀羃聿膇螞袆羅膆螄蠆芄膅蒄襖膀膄薆蚇肆膃蚈袂節(jié)莈蚅袈芁蒀袁膆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄羋薇羇袀芇蠆螀腿芆荿羆肅蒞蒁螈羈蒞薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蝕膁莂薈裊肇莁蝕蚈羃莀莀袃衿荿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蕆莆袀羆蒆蕿螃芅蒅蟻羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肅膇薀羃聿膇螞袆羅膆螄蠆芄膅蒄襖膀膄薆蚇肆膃蚈袂節(jié)莈蚅袈芁蒀袁膆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄羋薇羇袀芇

　　

【正文】 曲件制造公差； 27 ， ——凸、凹模制造偏差，按 IT6~IT8級公差等級選取。 彎曲模的凸、凹模長度、凹模深度等工作部分尺寸，根據(jù)彎曲件變長、壓力機行程等條件，由設計者合理選取。 178。單邊間隙的確定：分析零件可得，此模具的彎曲過程是由一個 U 形彎曲和兩個 V 形彎曲組成。其中， V 形彎曲 不需要確定單邊間隙，由閉合高度來確定。而 U 形件的彎曲則必須選擇適當?shù)拈g隙。間隙的大小和工件的質(zhì)量有很大的關(guān)系。間隙越小，彎曲力越大。間隙過小，會使工件邊部壁厚減薄，降低凹模壽命。間隙過大，則回彈大，降低工件精度。凸、凹模單邊間隙 C一般可按下式計算： （ ） 式中 C——彎曲模凸、凹模單邊間隙； t——工件材料厚度； △ ——工件材料厚度的正偏差； x——間隙系數(shù)，可按下表取值； 表 算得，單邊間隙 C= 彎曲件 △ = 從而：凸模寬度凹模寬度 178。凹模深度：由于此彎曲模形狀比較特殊，第二次彎曲是以第一次彎曲的凹模壁為成形零件，所以凹模深度需由零件形狀來確定。 28 圖 所以，凹模厚度為墊板厚度加上零件尺寸，為 28mm。 178。凸模圓角半徑：當彎曲件的相對彎曲半徑 r/t 較小時，取凸模圓角半徑等于或略小于工件 t=2~4mm， r=（ 2~3） t； t＞ 4mm， r=2t。 ，然后增加，或者在不影響使用功能的前提 綜上所述，此處 t=2mm，所以 r=（ 6~12） mm。但是不能同時滿足彎曲圓角半徑。有兩種方案解決這個問題，方案一是修改零件形狀，以能達到彎曲件的質(zhì) 29 量要求，這個方案解決了可能出現(xiàn)的零件表面質(zhì)量問題，但是改變了零件的工藝結(jié)構(gòu)；方案二是仍然使用 r=2mm 作為凹模圓角半徑，通過修改凸模形狀解決問題，這個方案雖然使彎曲力臂減小，但是通過凸模的修改，達到了預期效果，且不需修改零件結(jié)構(gòu)。由于 需要優(yōu)先滿足成形，所以，彎曲半徑仍然選用 r=2mm。 模具總體結(jié)構(gòu)設計 模具結(jié)構(gòu)類型分析確定 前面在彎曲模選用時已經(jīng)分析過，采用的是復合彎曲模。其選取過程如下： 178。一次彎曲成形：彎曲過程中由于凸模肩部妨礙了疲勞的轉(zhuǎn)動，加大了坯料通過凹模圓角的摩擦力，使彎曲件側(cè)壁容易擦傷和變薄，成形后彎曲件回彈嚴重，兩肩部與底面不平行。尤其對于材料厚、彎曲件直壁高、圓角半徑小時，這一現(xiàn)象更為嚴重。不予采用。 178。兩次彎曲成形：由于采用兩幅模具彎曲，從而避免了上述現(xiàn)象，提高了彎曲件質(zhì)量。第 一次先將毛坯彎成 U 形；第二次彎曲時，利用彎曲凹模外形兼作半成品坯件的定位，然后彎曲成四角。彎曲件過程中，工件中間最好有工藝定位孔，以防經(jīng)兩道工序彎曲后，工件兩邊尺寸不一致。采用這種方法成形的模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊，但是正因為需要第二次彎曲凹模外形作定位，使第二次彎曲凹模的壁厚受到彎曲件彎邊高度的限制，因此要求工件高度 h＞ 12~15t，才能保證凹模具有足夠的強度。不予選用。 178。復合彎曲一：在一副模具中完成兩次彎曲的四角形件復合彎曲模，該模具時將兩個簡單模復合在一起的彎曲模。凸凹模 1 既是彎曲 U 形的凸模，又是彎曲四角 形的凹模。彎曲時，先由凸凹模和凹模將毛坯彎曲成 U 形，然后凸凹模繼續(xù)下壓，與活動凸模作用，將工件彎曲成四角形件。這種結(jié)構(gòu)的凹模需要具有較大的空間，凸凹模的壁厚受到彎曲件高度的限制。此外，由于彎曲過程中毛坯未被夾緊，易產(chǎn)生偏移和回彈，工件的尺寸精度較低。不予選用。 178。復合彎曲二：復合彎曲的另一種結(jié)構(gòu)形式。凹模下行，利用活動凸模的彈性力先將坯料彎成 U 形。凹模繼續(xù)下行，當推板與凹模底面接觸時，便強迫凸模向下運動，在擺塊作用下最后彎曲成 π形，缺點時結(jié)構(gòu)復雜。予以選用。 所以最后采用復合彎曲方案二。采用擺塊結(jié)構(gòu)彎曲 。 模具的定位結(jié)構(gòu)分析確定 由于工件尺寸小，結(jié)構(gòu)簡單，所以選擇手工送料，送料過程中定位由定位板 30 和定位銷釘來實現(xiàn)。 第一次彎曲時的定位： 定位板定位如圖： 圖 工件送入時，工件兩端與兩邊的定位板對齊。實現(xiàn)了 X 方向的定位和 Z 軸轉(zhuǎn)動的定位。 定位銷釘：在凸模上安裝兩個銷釘來實現(xiàn) Y方向的定位。 壓板：加工時，壓板先壓在工件上，實現(xiàn)了 Z方向的定位、 X軸轉(zhuǎn)動和 Y軸轉(zhuǎn)動的定位。 從而實現(xiàn)了第一次彎曲時工件的完全定位。 第二次彎曲 時的定位： 第二次彎曲時，工件已彎曲成 形，包在凸模上，使工件失去了除 Y方向以外的所有自由度。定位銷釘限制了工件在 Y方向的自由度。 從而實現(xiàn)了工件第二次彎曲時的完全定位。 定位尺寸確定：定位板間距，由于兩個定位板分別與工件兩端接觸，這個尺寸由工件結(jié)構(gòu)確定。 模具的除料結(jié)構(gòu)設計 此模具為彎曲模，只執(zhí)行彎曲機構(gòu)，所以無邊角廢料。沖壓后工件嵌在凹模上隨凹模上升而脫離凸模，再由凹模內(nèi)的推件板推下，從而達到卸料的作用。 此推件板在第一次沖壓彎曲過程中還起到壓料作用，為保證壓料力均勻分布，推件板面積盡量覆蓋工件頂部。 31 其他結(jié)構(gòu)設計 回彈的解決：與所有塑性變形一樣，塑性彎曲時伴隨有彈性變形，當外載荷去除后，塑性變形保留下來，二彈性變形會完全消失。由于彎曲時內(nèi)、外區(qū)切向應力方向相反，因而彈性回復方向也相反，即外區(qū)彈性縮短而內(nèi)區(qū)彈性伸長，這種反向的彈性回復加劇了工件形狀和尺寸的改變，使彎曲件的形狀和尺寸與模具尺寸不一致，這種現(xiàn)象叫彎曲回彈。影響彎曲回彈的主要因素有，材料的力學性能、相對彎曲半徑、彎曲中心角 α、彎曲件形狀、模具間隙、彎曲方式等六種。要減少彎曲回 彈，也得從這幾個方面著手。 有以下幾種方法。一是選取合適材料。二是改進彎曲件的結(jié)構(gòu)設計，在彎曲件設計上改進某些結(jié)構(gòu)，加強彎曲件的剛度以減小回彈。三是改進彎曲工藝，采用熱處理工藝、增加校正工序、采用拉彎工藝。四是改進模具結(jié)構(gòu)，補償法、校正法、軟凹模法。 由于工件明確規(guī)定了材料，所以方法一不可取。方法二需要在彎曲變形區(qū)上壓制加強筋或折邊，需要重新設計模具結(jié)構(gòu)，不可取。方法三中采用熱處理增加了工件制造成本，采用拉彎工藝適用于相對彎曲半徑很大的彎曲件。方法四中校正法需要增大壓力機噸位，在此模具中不適用，軟凹模法 在此模具中也不適用。綜上所述，可用方案有增加校正工序和補償法，其中補償法較簡單實用，所以最終用補償法，通過修正凸模和凹模工作部分的尺寸和幾何形狀來解決回彈問題。 模柄：模柄的選擇時根據(jù)壓力機模柄孔的尺寸來選擇的，由于此模具小，結(jié)構(gòu)簡單，所以采用凸緣模柄。 其設計尺寸參照中國模具工程大典，可得其尺寸如下： d=30mm（極限偏差 177。）、 d1=97mm。 32 圖 其尺寸遠遠大于凹模尺寸，因此不能使用標準件，設計其尺寸如下： d=30mm、D=50mm、螺栓為 4*10mm、打桿孔 a=11mm。 模架選擇 一般彎曲模不需實用模架，該彎曲模由于有兩道彎曲，為確保彎曲過程中不發(fā)生偏移，故采用了對角導柱模架。 成形力計算 第一次彎曲： 第一次彎曲是將沖裁件彎曲成 U形件，其計算公式如下： （ ） z式中： FU——沖壓行程結(jié)束時，不經(jīng)受校正時的自由彎曲力， N； B——彎曲件寬度， mm； t——彎曲件厚度， mm； r—— （ ） 33 =25+k*35+（ KN） =（ KN） 式中 k為彈性系數(shù)，在彈簧選用中取值為 。 彈性元件選擇與計算 此模具中，彈性元件的作用是保證凸模在第一次彎曲過程中不動，所以預緊力需要大于 20KN，取 ，所以預緊力為 25KN。第二次彎曲過程中壓縮量為 35mm。若用橡膠作為彈性元件，由于橡膠的壓縮量不能超過其高度的35%，所以取用橡膠的高度需要大于 200mm，相對于模具來說非常大，而且不一定能滿足壓力效果，所以不用橡膠作為彈性元件，而選用彈簧。 彈簧的彈性系數(shù) k=F/L，預壓縮量為 L=25/k，所以彈簧總壓縮量為 25/k+35，取 k=500KN/m，則總壓縮量為 85mm，彈簧的壓縮量為其高度的 20%~80%，選50%，即高度為 170mm。預壓縮后高度為 120mm。 沖壓成形設備選擇 由前面成形力的計算可知，彎曲成形過程中，最大沖壓工藝壓力為 ，一般情況下，壓力機的公稱壓力應大于或等于沖壓總工藝力的 ，可以取壓力機的壓 力為 F壓機 總 （ ） 所以，選取公稱壓力為 100KN的壓力機。該壓力機工作行程為 60mm，工作過程中，凹模行程為 53mm，所以能滿足要求。 該壓力機具體參數(shù)如下：公稱壓力 100KN、滑塊行程 60mm、最大閉合高度180mm、封閉高度調(diào)節(jié)量 50mm、工作臺尺寸 360mm（左