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1模具的設計計算

1.1回彈量的計算

板材彎曲回彈計算公式：Δa=0.414r/t-0.486°Δa為工件整形彎曲時的回彈值（度）；r為內側的彎曲半徑，mm；t為彎曲件的材料厚度，mm。代入數值得Δa=0.414r/t-0.486°=0.549°因為回彈量遠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注，在試模后稍加修磨，故不需要采取回彈措施來減小回彈量。

1.2成形工藝力的計算

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為材料的抗拉強度，40MPa；r為彎曲件的彎曲內半徑，2mm。

1.3壓力中心成形

工藝力的合力中心稱成為壓力中心。該模具的設計過程中，凸模結構屬于對稱結構，裝配后的凸模中心線恰好與模柄中心線重合，能夠保證模具和機床的精度及壽命。

2模具主要零部件的計算與校核

2.1模具間隙大小

對于U形件的彎曲，必須選擇合適的模具間隙。間隙過小，會使邊部壁厚變薄，降低模具的壽命；間隙過大則回彈大，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，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

由于電氣柜門體折彎模的設計采用的是單邊折彎模具的設計，所以無法根據模具體加工工件的內外形標注來確定凸模和凹模的尺寸。凸模為一體式結構設計，而凹模結構則根據凸模結構與折彎要求采用固定塊的組合方式。依據加工尺寸為100mm的工件外形來確定凸模的尺寸。彎曲件是外形尺寸標注，按磨損原則應以凹模為基準進行計算，先計算凹模，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級選取：Δ=0.74mm；凸凹模的制造公差選用IT9級：δ凸=δ凹=0.074mm。

2.3凸、凹模的強度校核

為了滿足使用要求，要對凸、凹模結構進行適當的壓應力強度校核。該模具凹模采用的是組合式結構，可以只對凸模結構進行壓應力校核，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]為許用壓應力，100MPa；則P/[σ壓]=6857/100=68.57mm2<F1所以滿足使用要求。

3模具設計

由于電氣柜門體的折彎工序簡單，且沒有過高的精度要求，所以本模具設計選用的是單工序模設計，其通用性好，適合于中小批量的生產及大型零件的大量生產，結構簡單，制造周期短，價格低，缺點是加工精度低，壓力機的一次行程只能完成一道工序。凸、凹模采用螺釘緊固、銷釘定位，緊固力大，定位可靠，通用性較強，裝拆方便，適用于各種類型的模具。

3.1模具主要零部件的結構設計

凸模的結構設計采用整體式設計，且采用對稱結構，通過連接銷與上模座連接，并使凸模的壓力中心線與模柄的中心線重合。因為是工件單邊折彎模設計，對精度沒有特殊的要求，為了便于加工制造，凹模采用組合式結構設計。該組合結構主要有固定塊和回彈裝置組成。左右固定塊通過內六角圓柱頭螺釘固定在下模座上，共同組成下模結構的刃口。左右固定塊上分別固定有擋料銷和導正銷，擋料銷起到對工件定位的作用，導正銷起到導向作用。

3.2回彈裝置的設計

回彈裝置是下模結構中的一部分，其作用是支撐工件，完成一次彎曲后，恢復到最初狀態一進行下一次彎曲，同時也起到壓料作用。回彈裝置是由固定塊、螺釘以及壓縮彈簧共同組成。

4結束語

在折彎模具設計的過程中，不僅要了解模具的零部件的結構設計，還要考慮零件的加工工藝性。初步熟悉了模具設計的流程，以及設計過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。

作者：趙玉才馬運波尹劍波單位：合肥工業大學