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衝壓成形發生(shēng)塑性變形,同時也發生了(le)彈性變形。成形負荷卸載後,零件便會(huì)產生一定(dìng)回彈(dàn)。回彈是在板料成形後,成形(xíng)件從模具中取出(chū)後(hòu)必定會(huì)產生的變形,會影響零件最終形狀。回彈量大小(xiǎo)直接影響工件的幾何精度,同樣也是工藝中很難克(kè)服(fú)的成形缺陷。
衝壓件回彈的影響因素
1) 材料性能 不同強度的衝壓件,從普通板材到高強板,不同(tóng)板(bǎn)材有著不同(tóng)的屈服(fú)強度,板材的屈服強度越高,就越容易出現回彈(dàn)現象。厚(hòu)板(bǎn)料(liào)零件的材料一般采用熱軋碳素鋼板或熱軋低合金高強度鋼板。與冷軋薄板料相比,熱軋厚板料的表麵質量差、厚度公差大、材料力學性能不穩定,並且材料的延伸率(lǜ)較低.。
回彈前後應力變化
2)材料厚度 在成形過程中,板料厚度對彎曲性能有很大影響(xiǎng),隨著板料厚度增加,回彈現象會逐漸減少,這是因為隨著板(bǎn)料厚度增加,參與塑性變(biàn)形材料增加,進而彈性回複變形也增加,因此,回彈變小。
板料界麵的切向應力
隨著(zhe)厚板料零件材料強度級別的不斷提高,回彈所造成零件尺寸精(jīng)度的問題越來(lái)越嚴重,模具設計(jì)和後期的工藝(yì)調試都要求對零件回彈的(de)性質及(jí)大小有所了解,以便采取(qǔ)相應的對策和補救方案。
對於厚板料零件,其彎曲半徑與板厚之比一(yī)般都很小(xiǎo),板厚(hòu)方(fāng)向的應力及其應(yīng)力變化不容忽視.。
3)零件形狀 不同形狀零件回彈差異(yì)很大,形狀複雜的零件一般都會增(zēng)加一序整形(xíng),防止成形不到位出現回彈現象(xiàng),而更(gèng)有一部分特殊形狀零件比較容易出現(xiàn)回彈(dàn)現象,如U形零部件,在分析(xī)成形過程(chéng)中,必(bì)須考慮回彈(dàn)補償事宜(yí)。
4)彎曲中心角 彎曲中心角的值越大就表示回彈累積值越大,這樣就會造成嚴重的回彈(dàn)現象,衝壓件形變的長度隨著彎曲中心角的增大而增大。
5)模具間隙配合情況 模具在(zài)設計時就要在相(xiàng)對工作部分留有一倍(bèi)料厚的間隙(xì),在間隙中(zhōng)容納(nà)產品。為實現材料更好的流動,在(zài)模具加工完畢後要對模具(jù)的局部進行研配。尤其是彎曲模具,工作部位的間隙越大導致的回彈也就越大,如果(guǒ)板料厚度(dù)的誤(wù)差允許範圍越大,則回彈也會越大,也會使模(mó)具的間隙不能得到很好的確定。
6)相對彎曲半徑 相對(duì)彎(wān)曲半徑的值與回彈值成正比,所以衝壓件的曲率越大則越不容易彎曲成形。
7)成形工藝(yì) 成形工藝是(shì)製約其回(huí)彈值(zhí)的一個重要方麵,一(yī)般來(lái)說,校正彎曲的回彈效果比(bǐ)自由彎曲要好。如果在同一(yī)批衝壓件的(de)生產中要達到同樣的加工效果(guǒ),校正彎曲比自由彎(wān)曲所需要的彎曲(qǔ)力要大很(hěn)多,所以(yǐ)如果兩(liǎng)種方式采用一樣的彎(wān)曲力,則最後達到的效果(guǒ)也不同。校正彎曲時所需要的校(xiào)正力(lì)越(yuè)大衝壓件的回彈越小,矯正彎曲力(lì)會使變形區內外側纖維都被拉長,達到成型效果。在彎曲力卸載後,內(nèi)外側的纖維都會縮短,但是(shì)內外側的回彈方(fāng)向相反,使衝壓件向外的回彈能夠得到(dào)一定程(chéng)度的緩解。
衝壓回彈的解決措施
1)產(chǎn)品設計 首先,材料方麵,在滿足產品的要求的(de)前提下,要選擇屈服度(dù)小的材料或者也(yě)可以適當的增加材料的厚度。其次,衝壓件形(xíng)狀的設計,衝壓件的形狀其回彈(dàn)也有很重要的影響,形狀彎曲的(de)複雜衝壓(yā)件(jiàn)在一次彎曲中,由於各個方向的應力情況複雜,還存在著摩擦力等(děng)其他因素,回彈消(xiāo)除是十(shí)分困難的,所以在產品的(de)形狀設計時,對於複雜的衝壓(yā)件可以采用幾個部件組合的形式,解決回彈問題。
還有可以設置防回彈筋,也能有效地解決回(huí)彈缺陷,在滿足衝壓件要求(qiú)的前提(tí)下根據產品(pǐn)要求和回彈量要求增加設置防回彈筋,可以改變產品形狀。最後,也(yě)可以通過減小彎曲部分R角的值來解決回彈缺陷。
2)工藝設計 首先,模具設計(jì)預成形工序,增加預成形工序可以使一次(cì)性成形的衝壓件分布在不同的工序中完成,可以在一定程度上消除(chú)成形過(guò)程(chéng)中的內應力,從而解決回(huí)彈缺陷。其次,減小凹凸模具間隙,可以將其調整在一倍料厚左右,使材料與模具的貼合度達到最大,同時對模具進行硬化處理,也(yě)可有效地減少衝(chōng)壓件拉毛現象,減小對模具(jù)的(de)磨損。
還有對產品進(jìn)行整形,如果產品的設計不能隨意(yì)更改,就可以在最後對衝(chōng)壓件進行整形加工,這也是最後的(de)辦法。最後,還(hái)有一些其他的方(fāng)法解決回彈缺陷,如使用液壓(yā)衝壓設備,凸模設置頁腳等(děng),都可以(yǐ)在一定程度(dù)上解決回彈缺陷(xiàn)。
3)零件壓邊力 壓邊力衝壓成(chéng)形過程是一項重要的工藝(yì)措施(shī),通過不斷優化壓邊力,可以(yǐ)調整材料流動方向,改善材料內部應(yīng)力(lì)分布。壓邊(biān)力增大可以使零件拉延更加充分,特別是零件側壁與R角位置,如果成形充分,會使內外應力差減少,從(cóng)而使(shǐ)回彈減小。
4)拉延筋 拉延筋在當今工藝中應用較為(wéi)廣(guǎng)泛,合理的設置拉延的位置(zhì),能夠有效地改變材料流動方向及有效分配壓料麵上的進料阻力,從而(ér)提高材(cái)料成形性(xìng),在容易出現回彈(dàn)的(de)零件(jiàn)上設置拉延筋,會使零件(jiàn)成形更充分,應力分布更均勻,從而回彈減小。
鈑金衝壓回彈補償設計~
回彈模擬(nǐ)影響因素
彎(wān)曲回彈~
彎曲回彈的解決(jué)措施
1)校正彎曲(qǔ) 校正彎曲力(lì)將使衝壓(yā)力集中在彎曲變形區,迫使內層金屬受擠壓,被校正後,內外層都被伸(shēn)長,卸載後擠壓兩區的(de)回彈趨勢相(xiàng)抵可以減小回彈。
2)熱處理 在彎曲(qǔ)前進(jìn)行(háng)退火,降低其硬度和屈(qū)服應力可減小回彈,同時也降低了彎曲(qǔ)力,彎曲後再(zài)淬(cuì)硬。
3)過(guò)度彎曲 彎曲生產中,由於彈性(xìng)恢複,板料的變形角度及半徑會變大,可以采用板料變形程度超出理(lǐ)論變形程度的方式來(lái)減小(xiǎo)回彈。
4)熱(rè)彎 采用(yòng)加(jiā)熱彎曲,選擇合適溫度,材料有足夠的時間軟化,可以減小回彈量。
5)拉彎 該方法是在板料彎曲的同時施加切向拉力,改變板料內(nèi)部的應力狀態和分布情況,讓整個斷麵處於塑性拉伸(shēn)變形範圍內,這些卸載後,內外層的回彈趨勢相互抵消,減小了回彈。
6)局部壓縮 局(jú)部壓縮工藝是通過減(jiǎn)薄外側板(bǎn)料的厚(hòu)度來增加外側板料的長(zhǎng)度(dù),使內外層的回彈趨勢相互抵消。
7)多次彎曲 將彎曲成形分成(chéng)多次來進(jìn)行,以消除回彈。
8)內(nèi)側圓角鈍化 從彎曲部位的內側進行壓縮,以消除回彈。當板形(xíng)U形彎曲時,由於兩側對稱彎曲,采用這種方法效果比較好。
9)變整體拉延成為部(bù)分(fèn)彎曲成形 將零件(jiàn)一部分采用彎曲成形後(hòu)再通過拉延成形(xíng)以減少回彈。這種方法對二維形狀簡單的產品有效。
10)控製殘餘應力 拉延時在工具的表麵增加局部的凸包形狀,在後道工序時再消除增加的形狀,使材料內的殘餘應力平衡發(fā)生變化(huà),以消除(chú)回彈。
11)負回彈 在加工工具表麵時,設(shè)法使板料產生負向回(huí)彈。上模返回後,製件通過回彈而達到要求的形狀。
12)電(diàn)磁法(fǎ) 利用電磁脈衝衝擊材料表麵,可(kě)以糾正由(yóu)於回彈造成的形狀和尺寸誤(wù)差
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