高強度板材折彎模具設(shè)計

高強度板材折彎模具設(shè)計

0高強板級耐磨鋼目前，高強度板主要包括weldon高強度結(jié)構(gòu)板和硬件反恐地板。寶鋼集團生產(chǎn)的bw系列炎熱耐磨鋼也屬于高強度板。與普通板材相比,高強度板具有強度高、硬度高、質(zhì)量輕等優(yōu)點,在汽車、大型船舶、壓力容器、工程機械、航空航天等對材料性能要求較高的行業(yè)中得到了越來越多的應(yīng)用。1高強度板折彎模具由于高強度板材具有非常高的強度、較好的應(yīng)變硬化能力、較強的均勻變形能力、更高的疲勞特性而得到廣泛應(yīng)用。但在高強度板材應(yīng)用特別是在精密制造中,由于板材強度的大幅度提高,給成形工藝和模具設(shè)計制造帶來了許多新的問題。采用普通折彎模具進行折彎時,往往會首先破壞模具而無法進行折彎,高強度板折彎模具正是針對這一需求進行設(shè)計制造的。折彎方式主要分為兩大類,一個是自由折彎,另一個是壓底折彎。該模具采用自由折彎方式,即采用凹模的形狀固定不變,板料架于凹模之上,折彎機滑塊帶動凸模向下折彎,將板料在凹模中折彎成一定角度。板料折彎的角度取決于凸模進入凹模的深度,因此可以利用一副模具將工件折彎成不同的角度。與普通折彎模具相比,高強度板折彎模具具有如下優(yōu)點及要求:(1)上、下模組件采用低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼加工組裝而成,加工、安裝方便。(2)高強度板折彎后回彈量較大,下模V型口角度要小。(3)上模尖R弧部分經(jīng)過局部淬火處理,提高表面硬度,在折彎時不會產(chǎn)生壓縮變形,如圖1所示。(4)下模采用高硬度材料,提高下?？鼓p性能,下模?？诓捎梅绖潅O(shè)計,兩側(cè)安裝兩根輥子,輥子采用合金圓棒制成,不易磨損。當(dāng)進行折彎作業(yè)時,兩根輥子可隨工件的折彎而轉(zhuǎn)動,從而使工件與輥子之間沒有滑動摩擦,僅有滾動摩擦,可保護工件表面不被劃傷。(5)上模R弧比普通模具大,否則折彎會出現(xiàn)裂紋,根據(jù)板材供應(yīng)商提供的參數(shù),取R≥4s(s為折彎板材厚度)。(6)可實現(xiàn)300~500t/m以上的折彎能力。2下模開口折彎力比計算折彎力是折彎工藝設(shè)計和選擇設(shè)備、設(shè)計模具的重要依據(jù),折彎力大小受材料性能、零件形狀、折彎方法和模具結(jié)構(gòu)等多種因素的影響。在通用模具上進行自由折彎時,大都將板料折彎90°,這里僅介紹折彎90°高強度板材時所需折彎力的理論計算過程。折彎時V形槽的寬度一般以板料厚的8~10倍為最佳。如果凹模開口距離過小,由于彎曲半徑減小,可能會導(dǎo)致折彎層斷裂。開口過大,彎曲力和擠壓痕會減小,但會帶來回彈值的增加,所以下模開口必須考慮回彈。折彎時工件內(nèi)徑一般取r=(0.16~0.17)V,本文選取寬厚比V/S=9,徑寬比r/V=0.16。板材在折彎過程中,變形區(qū)處于高度塑性變形狀態(tài),并圍繞中心線彎轉(zhuǎn)一個角度,變形區(qū)除彎曲中心層附近,其余各處的應(yīng)力均接近于材料的抗拉強度,且在中心層上部受壓,下部受拉。圖2為折彎過程中變形區(qū)截面與應(yīng)力圖。變形區(qū)截面所受彎矩:折彎力在變形區(qū)產(chǎn)生的彎矩:折彎90°時:將K代入上式可得:式中:F———折彎力,kN;S———板材厚度,mm;l———折彎長度,m;V———下模開口寬度,mm;σb———材料抗拉強度,MPa。實際折彎力比理論計算要大些,這是因為折彎穩(wěn)定性的原因,折彎壓力小時,折彎機滑塊容易受到負載產(chǎn)生抖動現(xiàn)象,增大折彎力之后抖動現(xiàn)象好轉(zhuǎn)。且鋼板的抗拉強度和硬度越高,所需的折彎力越大。3模具材料的選擇折彎模具經(jīng)過嚴(yán)格選材,細致加工,高標(biāo)準(zhǔn)的熱處理,細致的精磨,嚴(yán)格的檢驗,從而保證了模具的質(zhì)量。其主要要求是高強度、高韌性和良好的耐磨性能。折彎模具的材料通常有9CrSi、6CrW2Si、Cr12MoV等。選用冷作模具鋼,Cr12MoV是很好的材料,使用性能可滿足需要,工藝性能也好,但價格略高。42CrMo是強度較高的合金調(diào)質(zhì)鋼,強度很高,強韌性也好。表1、2分別列舉了幾種上、下模設(shè)計方案,分別對比了制造成本、制造難度、選材、承載、精度、強度、壽命等多個影響因素。4理論折彎力的計算本文通過對高強板折彎模具的理論設(shè)計,介紹了