0 引 言

彎曲成形是板料沖壓加工中的重要工藝之一，尤其是不銹鋼、鋁合金板的彎曲成形對表面質量提出了更高的要求。鐵路貨車多以不銹鋼車體為主，且表面不涂油漆，客戶對不銹鋼的外觀質量要求越來越高，現(xiàn)對無壓痕彎曲技術進行研究，以消除彎曲壓痕，提高制件的成形質量。

1 工藝分析

連接板如圖1 所示，為某鐵路貨車側板與地板連接件，外形尺寸為1 500 mm×1 300 mm×5 mm，材料為304 不銹鋼，邊緣彎曲角度為68°，其中距離彎曲圓角底部有6 個14 mm×28 mm 長圓孔，成形制件質量要求為表面不能有劃傷、壓痕，各平面部分應平整，平面度≤1 mm。

3.1 外在感官特征 臨沭地瓜呈紫紅色至黃色，紡錘形及不規(guī)則圓形，薯肉黃色、橘紅至紅色，肉質細膩。塊根肥大、集中，薯皮光滑，單株薯塊1個至十幾個不等，具有該品種的基本特性。無霉變味及其他異味。

2 成形方案制定

連接板成形工藝流程為：開平→平板→激光切割→彎曲，其成形難點主要在制件表面質量的控制，一般情況下為了保證成形制件表面質量，采用銅合金彎曲凹模、非金屬彎曲凹模、輥軸彎曲、凹模胎溝槽墊無痕膜等方案成形，現(xiàn)對各方案進行簡要分析。

（1）采用輥軸彎曲成形。輥軸彎曲與傳統(tǒng)彎曲方式不同，輥軸彎曲是通過改變摩擦方式，由滑動摩擦改為滾動摩擦，減少摩擦阻力，一般情況下滾動摩擦只有滑動摩擦阻力的1/40～1/60。將凹模胎溝槽肩部采用輥軸結構，輥軸彎曲及試制件如圖2所示。彎曲時金屬板料與轉動軸之間發(fā)生相對滾動，滾動軸承以軸心為中心，向模具內側發(fā)生轉動，使金屬板料向凹模內側移動，完成彎曲過程。

方案優(yōu)點：彎曲制件表面無壓痕、無劃傷；缺點：成形制件表面有印記、孔變形嚴重，銅合金材質價格高、磨損快。

（3）凹模胎溝槽肩部使用銅合金材料。從模具零件制造使用的金屬材料角度考慮，可以選擇摩擦系數(shù)低的材料，銅合金是以銅為基體，適量添加鈹、鋁以及其他稀有金屬和耐磨元素，分為鈹銅合金和鋁銅合金兩大類。銅合金摩擦系數(shù)低于鋼質材料，成形過程中銅合金模具零件能夠減小金屬板料成形阻力，也減少了其與金屬板料之間的摩擦損傷，能夠控制彎曲壓痕的產(chǎn)生。

（2）采用凹模胎溝槽墊無痕膜。凹模胎溝槽墊無痕膜是通過減小板料與凹模胎溝槽之間的摩擦力，可以將板料與凹模胎溝槽隔離，在不更換彎曲模的情況下，在板料與凹模胎溝槽之間加一層軟質薄膜，實現(xiàn)無壓痕彎曲。該方式主要是讓軟質薄膜在成形制件和凹模肩部之間起到緩沖作用，抵消模具制件與板料之間的壓力，防止成形制件在彎曲時產(chǎn)生壓痕，如圖3所示。

項目組對調查河段（圖1）進行了4次采樣，分別為2014年10月（秋季）、2015年1月（冬季）、2015年5月（春季）和2015年7月（夏季）。具體采樣站位信息如表1所示。

方案優(yōu)點：彎曲制件表面無壓痕、光亮、操作簡單、制造成本低；缺點：無痕膜使用壽命短、不耐壓、生產(chǎn)效率低，對于帶孔彎曲件，孔變形的缺陷依然存在。

（2）礁帶控制礦帶。寒武系臺地邊緣礁灰?guī)r帶沿貴州松桃嗅腦、花垣、永順一帶分布，花垣地區(qū)主要層控型鉛鋅礦都在這一礁帶內。

四是創(chuàng)新人才匱乏，人才結構性矛盾突出。目前，東營市擁有各類科技人員18.6萬人，但大多數(shù)分布在油田、石油大學以及教育、衛(wèi)生系統(tǒng)，而企業(yè)自有一線研發(fā)人員不能充分滿足技術創(chuàng)新需要，具有特殊專業(yè)技能的高層次人才匱乏，科技創(chuàng)新后勁需進一步加強。

方案優(yōu)點：彎曲制件表面僅有輕微壓痕、無劃傷；缺點：制件表面產(chǎn)生深色印記，后期難以消除，成形制件的孔變形嚴重，輥軸制造價格較高。

（4）凹模胎溝槽肩部使用非金屬材料。根據(jù)摩擦力公式f=μN 可知，如果在保證原有擠壓效果不變的情況下，把凹模胎溝槽肩部改為比金屬板料更軟的非金屬材料，對壓痕也有一定的抑制效果，一般選用尼龍，但使用壽命短，需要經(jīng)常更換。

翻轉彎曲過程：凸模壓住板料，借助凸模的壓力將凹模兩側的翻轉機構以模具中心對稱向內翻轉，使板料彎曲成形，凸?；爻虝r，翻轉凹模通過彈簧拉力恢復為初始狀態(tài)。

資料：粵信公司從某證券公司購入KY公司2017年1月1日發(fā)行的企業(yè)債券，總面值600 000元，交易金額為620 000元。該債券票面利率8%、期限3年、每年12月31日付息、到期還本。經(jīng)計算，該債券的實際利率為6.74%。2017年末該債券公允價值為625 000元；假定粵信公司改變其管理金融資產(chǎn)的業(yè)務模式，于2018年1月初對該債券進行了重分類。重分類日的公允價值為630 000元。

（5）翻轉彎曲模。模具兩側的翻轉凹模上表面為平面結構，下表面為圓形翻轉結構，翻轉凹模與基座之間用彈簧、連接銷、固定銷連接為整體。

方案優(yōu)點：彎曲制件表面無壓痕、無劃傷，表面光亮，孔不變形；缺點：模具精度要求高、制造成本高、維修困難。

3 方案確定

翻轉彎曲模如圖4～圖6 所示，凹模可以隨彎曲過程進行轉動，凹模肩部不是固定式圓角結構，采用平面結構，并且在彎曲過程中，金屬板料一直貼著凹模平面。

根據(jù)連接板成形工藝分析，結合成形方案對比，除翻轉彎曲模方案外，其他方案均存在成形質量問題。對比翻轉彎曲模方案與其他方案可知，其他方案都沒有擺脫傳統(tǒng)V 形彎曲凹模結構，僅是從材料、摩擦、分離等方面做了相應的改進措施，而翻轉彎曲模從結構上已經(jīng)改變V形彎曲。

方案優(yōu)點：彎曲制件表面無壓痕、無劃傷，表面光亮；缺點：制件孔變形嚴重，尼龍材質較軟、磨損快、更換頻繁，彎曲過程中產(chǎn)生摩擦噪音較大。

從功能關系的角度，我們可以得出結論，在導體靜止時，一個通電導體所受安培力是其中粒子所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)；在導體運動時，一個通電導體所受安培力與其中全部粒子所受的洛倫茲力不完全等效。

翻轉彎曲工作原理：利用翻轉原理通過凹模肩部翻轉實現(xiàn)板料彎曲，凹模與板料由線接觸轉換成面接觸，主要目的是不讓板料與凹模胎溝槽肩部產(chǎn)生明顯的滑動摩擦，讓板料緊貼翻轉平面成形，增大板料與凹模接觸面積，減少板料彎曲過程中局部擠壓及滑動產(chǎn)生的變形及劃傷，并且板料與凹模肩部面接觸能夠阻止板料上的孔邊向外擴張變形，避免了彎曲壓痕、劃傷、孔變形等缺陷。

為保證模具的使用壽命，基座材質選用42CrMo，熱處理硬度為45～48 HRC，翻轉凹模在基座上旋轉，又要與金屬板料進行接觸，翻轉凹模硬度需要比基座略高，材質選用55SiCr，熱處理硬度為48～53 HRC。

4 生產(chǎn)驗證

使用翻轉彎曲模進行生產(chǎn)驗證，如圖7、圖8 所示，通過觀察連接板表面質量可知，成形制件沒有壓痕、劃傷，孔也沒有變形，但這種模具結構相對復雜，彎曲角度不宜太小，多以彎曲直角和鈍角為宜，類似連接板彎曲角度較小的制件，需要特制翻轉彎曲模，影響模具通用性。

翻轉彎曲模投入批量生產(chǎn)中，出現(xiàn)的問題有：①生產(chǎn)500 多件后，發(fā)生彈簧拉斷現(xiàn)象；②生產(chǎn)3 000 多件后，基座和翻轉凹模出現(xiàn)劃痕，影響模具正常翻轉；③翻轉彎曲模維修難度較高。

綜上問題分析：①彈簧拉斷是由于連接板彎曲角度偏小，彈簧拉伸長度變長，導致彈簧拉斷；②生產(chǎn)過程中，有鐵屑等雜質進入基座和翻轉凹模間隙內，生產(chǎn)時沒有添加潤滑劑等基本保養(yǎng)操作，導致基座和翻轉凹模劃傷；③更換彈簧時彈簧有預緊力，人工操作具有一定難度，且模具劃傷后需要精密研磨，增大維修難度。因此，應盡量避免彎曲小角度制件，彎曲角＞78°為宜；并在生產(chǎn)過程中應注意模具的保養(yǎng)，添加潤滑劑，定期清理基座和翻轉凹模接觸面，以延長模具使用壽命。

5 結束語

通過對彎曲成形原理進行分析，找到成形制件產(chǎn)生壓痕的原因，針對其原因進行技術改進，設計了翻轉彎曲模，解決了連接板彎曲壓痕、劃傷、孔變形等缺陷，對同類制件的彎曲成形提供參考作用。

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