傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)是經(jīng)過概念設(shè)計(jì)一分析一樣品生產(chǎn)一分析一設(shè)計(jì)一分析一生產(chǎn)，才最終確定那些復(fù)雜的模具原形.隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，CAD/CAE技術(shù)逐漸取代了傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法，使得模具在進(jìn)行真實(shí)的生產(chǎn)(包括樣品生產(chǎn))之前就已經(jīng)通過計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件進(jìn)行了精確的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析以及成形仿真過程.模具CAE技術(shù)在設(shè)計(jì)制造模具之前，在計(jì)算機(jī)上模擬出沖壓件在模具中成形的真實(shí)過程，向用戶告知模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝條件狀況是否合理，并最終為用戶提供最佳的模具設(shè)計(jì)工藝方案，可靠性達(dá)到80%以上，模具設(shè)計(jì)與制造周期縮短五分之二，并提高模具質(zhì)量和產(chǎn)品合格率，進(jìn)而可大幅度降低制造成本，增強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力.因此在模具設(shè)計(jì)的過程中，利用先進(jìn)的CAD/CAE技術(shù)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)省時(shí)、省力，而且最為重要的是保證了成型后制品的準(zhǔn)確性，減少了試模的次數(shù)，縮短了模具的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)的周期.

1零件特點(diǎn)及工藝性分析

1.1零件特點(diǎn)

    某發(fā)動(dòng)機(jī)左前懸掛托架加強(qiáng)板如圖1所示，材料為08F，料厚t=2.5 mm，為大批量生產(chǎn).因其精度和定位都很高，整個(gè)零件成形后要求表面無褶皺、裂紋等缺陷，本文只討論其彎曲成形工序.

圖1工件圖

1.2工件尺寸的確定

    彎曲零件毛坯展開尺寸具體計(jì)算是先將零件劃分成直線和圓角的各個(gè)不同單元體.直線部分的長(zhǎng)度不變，而彎曲的圓角部分長(zhǎng)度則需要考慮材料的變形和應(yīng)變中性層的相對(duì)移動(dòng)，先確定應(yīng)變中性層位置，再計(jì)算應(yīng)變中性層長(zhǎng)度.故整個(gè)毛坯的展開尺寸應(yīng)等于彎曲零件各部分長(zhǎng)度的總和.

    采用各公式計(jì)算時(shí)，由于在實(shí)際彎曲過程中，還要受到多種因素的影響，如材料力學(xué)性能、模具狀況、彎曲方式等，因此可能會(huì)產(chǎn)生較大誤差，所以只能用于形狀比較簡(jiǎn)單、尺寸精度要求不高的彎曲件.這樣采用相關(guān)公式計(jì)算可以初步確定坯料展開尺寸，同時(shí)運(yùn)用一些有關(guān)坯料展開的軟件來確定坯料準(zhǔn)確尺寸.

    本套模具所成型的工件是平面板料.當(dāng)模具受到壓力作用時(shí)，彎曲板料受外力首先與凸模接觸，隨著凸模的下行，彎曲區(qū)域逐漸縮小，直到彎曲件與凸模和凹模全部貼緊.彎曲結(jié)束凸模上升，凸模與凹模逐漸分開，考慮到工件可能會(huì)因變形而卡在凸模或凹模上，所以在設(shè)計(jì)模具總體結(jié)構(gòu)時(shí)，在凹模與凸模上分別設(shè)計(jì)了卸料機(jī)構(gòu).由于金屬材料具有彈性，工件在成形后會(huì)發(fā)生一定的回彈.回彈對(duì)彎曲件成形影響很大，通過回彈的大小估算，需要采取一定措施給以消除.

2彎曲模工作部分設(shè)計(jì)

    彎曲模工作部分尺寸計(jì)算與彎曲件的尺寸標(biāo)注有關(guān)，但是因?yàn)楣ぜ亩S圖很難表達(dá)出凸模的形狀，采用UG將工件的凹、凸模的形狀表達(dá)出來，在有圓角過渡處要將回彈角設(shè)計(jì)出，通過UG軟件設(shè)計(jì)出凹、凸模，如圖2所示.凹、凸模工作部分的尺寸是用數(shù)控加工中心加工出來的.

圖2凹、凸模形狀圖

2.1 凸、凹模的間隙值

    U形彎曲時(shí)，凸、凹模的間隙要靠模具設(shè)計(jì)來保證，間隙大小對(duì)彎曲件的變形抗力、回彈、質(zhì)量以及模具壽命等均有影響.間隙過小，彎曲力大，工件變薄并降低模具壽命;間隙過大，回彈較大，還會(huì)降低工件精度.U形件間隙值Z的大小取決于材料種類和厚度、彎曲件高度H、彎曲件彎曲線長(zhǎng)度B.

    黑色金屬U形彎曲時(shí)凸、凹模間隙值Z(雙邊間隙)按下式確定：

    Z/2=t(1+n)，

    式中：Z/2為彎曲時(shí)的單面間隙，mm;t為材料厚度，mm;n為彎曲系數(shù).其中t=2.5 mm，n=0.08，所以Z=2t(1+n)=2×2.5×(1十0.08)一5.4 mm。

    從圖2可以看出，有部分平面的彎曲屬于U形件的彎曲，而部分平面的彎曲可以看成V形件的彎曲，因此其凸、凹模的尺寸可根據(jù)工件的厚度以及彎曲邊長(zhǎng)查表得到推薦值.

2.2凹、凸模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

    凹凸模的結(jié)構(gòu)可以采用2種加工方案.

    第1種方案：凹、凸模和凹、凸固定板分開加工.

    第2種方案：凹、凸模和固定板做成一個(gè)整體.

    方案1中的凹、凸模是采用線切割來加工外形尺寸，用數(shù)控加工中心加工凹、凸模工作部分的尺寸，如圖2所示.而固定板的型腔也是用線切割來加工的，用此種加工方法加工出來的零件精度高，結(jié)構(gòu)完整，但是加工費(fèi)用較高.且固定板與凹、凸模間是過度配合，其配合精度為 .方案2，將凹、凸模和固定板作為一個(gè)整體來加工，可以節(jié)省裝配的過程.整體的強(qiáng)度會(huì)比分開加工的高，在保證其使用強(qiáng)度的前提下，可以降低模具的高度，節(jié)省模具鋼材料.比較2種方案，方案2是合理的，用第2種加工方案設(shè)計(jì)加工出凹、凸模及同定板如圖3所示.#p#分頁標(biāo)題#e#

圖3凸、凹模及具固定板