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衝(chōng)壓(yā)成形發生塑性變形,同時也發生了彈性變形。成形負荷卸載後,零件便會產生一定回彈。回彈是在板料成形後,成形件從模具(jù)中取出後(hòu)必定會(huì)產生(shēng)的變形(xíng),會影(yǐng)響零件最終形狀。回彈量大小直接影響工(gōng)件的幾何精度,同樣也是工藝中很難克服的成形缺(quē)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(tōng)板材到高強板,不同板材有(yǒu)著不同的屈服(fú)強度,板(bǎn)材的屈服強度越高,就越容易出現回彈現象。厚板料零件的(de)材料一般采用熱(rè)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(liào)的表麵質量差(chà)、厚度公(gōng)差(chà)大、材料力學性能不穩定,並且材料的延伸率較低.。
回彈前後應力變化
2)材料厚度 在成形過程(chéng)中(zhōng),板料厚度對彎曲(qǔ)性能有很(hěn)大影響,隨著(zhe)板料厚度增加,回彈現象會逐漸減少,這是因為隨(suí)著(zhe)板料厚度(dù)增加,參與塑(sù)性變形材(cái)料增加,進而(ér)彈(dàn)性回複變形也(yě)增加,因此,回彈變小。
板(bǎn)料界麵的切向應力
隨著厚板料零件材料強度級別的(de)不斷提高,回彈所造成零件(jiàn)尺寸精度(dù)的問題越來越嚴重,模具設計和後期的工藝調試都(dōu)要求(qiú)對零件回彈的性質及大小(xiǎo)有所了解,以便采取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般都很小,板(bǎn)厚方向的應力(lì)及其應力變(biàn)化不容忽(hū)視.。
3)零件形狀 不同形(xíng)狀零件回彈(dàn)差(chà)異很大,形狀複雜的零(líng)件一般都會增加一序整形,防止成形不到位出現回彈現(xiàn)象,而更有一部分(fèn)特殊形狀零件比較(jiào)容易(yì)出現回彈現象,如(rú)U形零部件,在分析成形過程中,必(bì)須考慮回彈補償事宜。
4)彎曲中心角 彎曲(qǔ)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現象,衝壓件形變的長度隨著彎曲(qǔ)中心角的增大而增大。
5)模具間隙配合情況 模具在設(shè)計時就要在相對(duì)工作部分留有一倍料(liào)厚(hòu)的間隙,在間(jiān)隙中容納產品。為實(shí)現材料(liào)更好的流動,在模具加工完畢後要對模具的(de)局部進行研配(pèi)。尤其是彎曲模具(jù),工作部位的間隙越大導致的回彈也就越大,如果板料厚度的誤差允許範圍越大,則回彈也會越大,也會使模具的間隙不能得到很好的確定。
6)相對(duì)彎曲半徑 相對彎曲半徑的值與回彈值成正比,所以衝壓件的曲率(lǜ)越大(dà)則越不(bú)容易彎曲成形(xíng)。
7)成形工藝 成形(xíng)工藝是製約其(qí)回彈值的一個重要方(fāng)麵,一般來說,校正彎曲的回彈(dàn)效果比(bǐ)自由彎曲要(yào)好。如果在同一批(pī)衝壓件的生產中要達到同(tóng)樣的加工效果,校正彎曲比自由彎(wān)曲所需(xū)要的彎(wān)曲力要大很多,所以如果兩種方式采用一樣的彎曲力,則最後達到的(de)效果也不同。校正彎曲時所需要的校正力越大衝壓件(jiàn)的回彈越小,矯正彎曲力會使變形區內外(wài)側纖維都被拉長,達到成型效果。在彎曲力卸載後,內外側的纖維(wéi)都會縮短,但是內外側的回彈方向相反,使(shǐ)衝壓件向外的回彈(dàn)能夠得到一定程度的緩解。
衝壓回(huí)彈的解決措施
1)產品設計 首先,材(cái)料方麵,在滿足產品的要求的前提下,要選擇(zé)屈服度小的(de)材料或者也可以(yǐ)適(shì)當的增加(jiā)材料的厚度。其次(cì),衝壓件形狀的設計,衝壓件的(de)形狀其(qí)回彈也有很重要的影響,形狀彎曲的複雜衝壓件在一次(cì)彎曲(qǔ)中,由(yóu)於各個方向的應力情況複雜,還存在著摩擦力等其他因素,回彈消除是十分困難的,所以在產品的形狀設計時(shí),對於複雜的衝壓件可以(yǐ)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,也能有效地解決回彈缺陷,在滿足衝壓件要求的前提(tí)下根據產品要求和回彈量要求增加(jiā)設置防回彈筋,可以改變產品形狀。最(zuì)後,也可(kě)以通過減小彎曲部分R角的值(zhí)來解(jiě)決回彈缺陷。
2)工(gōng)藝設計 首(shǒu)先,模具設計預成(chéng)形工序,增加預成形工序可以(yǐ)使一次性成形的衝壓件分布在不同的工序中完成(chéng),可(kě)以在一定(dìng)程(chéng)度上消除成形過程中的內應力,從而解(jiě)決回彈缺陷。其次,減小凹凸模(mó)具間(jiān)隙,可以將其調整在一倍料厚左右(yòu),使材料(liào)與模具的貼合度達到最大,同時對模具進行硬化處理,也可有效地(dì)減少(shǎo)衝壓件拉毛現象,減小對模具的磨損。
還有對產品進(jìn)行(háng)整形,如果產品的設計不能隨(suí)意更改,就(jiù)可以在最後對衝壓件進(jìn)行整形加工,這也是最後的辦法。最後,還有一些其他的方(fāng)法解決回彈缺陷,如使用液(yè)壓衝(chōng)壓設備,凸模設置頁腳等(děng),都可以在一(yī)定程度上解決回彈缺陷。
3)零(líng)件壓邊力 壓邊力衝壓成形過程是一(yī)項(xiàng)重要的工藝措施,通過不斷優化壓邊力,可以調(diào)整材料流動方向,改善材(cái)料(liào)內部應力分布(bù)。壓邊力(lì)增大可以使零件拉延更加充分,特別(bié)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(shǎo),從而使回彈減小。
4)拉延筋(jīn) 拉延筋在當今工藝中應用較為廣泛(fàn),合(hé)理的設置拉延的位置,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,從而提高材料成形性,在容易出現(xiàn)回彈的零(líng)件上設置拉延筋,會使零件成形(xíng)更充分,應(yīng)力分布更均勻,從而回彈減小。
鈑金衝壓回彈補償設計~
回彈模擬影響因(yīn)素
彎曲回彈~
彎曲回彈的解決措施
1)校正彎曲 校(xiào)正彎曲力將使衝壓力集中在彎曲變形區,迫使內(nèi)層(céng)金屬受擠(jǐ)壓,被校正後(hòu),內外層(céng)都被(bèi)伸長,卸載後擠壓兩區的回彈趨勢相抵可以減小回(huí)彈。
2)熱處理 在彎曲(qǔ)前進行退火,降低(dī)其(qí)硬(yìng)度和屈服應力可減小回彈,同時也(yě)降低了(le)彎曲力,彎曲後再淬硬。
3)過度彎曲 彎曲生產中,由於彈性恢(huī)複,板料的變形角度及半徑(jìng)會變大(dà),可以采用板料變形程度超出理論變形程度的方式來減小(xiǎo)回彈(dàn)。
4)熱彎 采用(yòng)加熱彎曲,選擇合適溫度,材料有足夠的時間軟化,可以減小回彈(dàn)量。
5)拉彎 該方法是在板料(liào)彎曲的同時施加切(qiē)向拉力,改(gǎi)變板料內部的應力狀態和分布情況,讓整個斷麵處於塑性拉伸變形範(fàn)圍內,這些卸載後,內(nèi)外層的回彈趨勢相互抵消(xiāo),減小了回彈。
6)局部壓縮 局部壓縮工藝是通過(guò)減薄外(wài)側(cè)板料(liào)的厚度來增加外側板料的長度,使內外層的回彈趨勢相互抵消。
7)多次彎曲 將彎(wān)曲(qǔ)成(chéng)形分成多次來進行,以消除回彈。
8)內側圓角鈍化 從彎曲部位的內側進行壓縮,以消(xiāo)除回彈。當板形U形彎曲(qǔ)時,由於兩側對稱彎曲,采用這種方法效果比較好。
9)變整體(tǐ)拉延成為(wéi)部分彎(wān)曲成形 將零件一部分采用彎曲成形後再通過(guò)拉延成(chéng)形以減少回彈。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(zài)工具的表麵增加局部的凸包形狀(zhuàng),在後道工序時再消除增(zēng)加的形狀,使材料內的(de)殘餘(yú)應(yīng)力(lì)平衡發生變化,以消除回彈。
11)負回(huí)彈 在加工工具表麵時,設法使板料產生負向回彈。上模返回後,製件通過回(huí)彈而達到要求的形狀。
12)電磁法 利用電磁脈衝衝擊材料表麵,可以糾正由於(yú)回彈造成的形狀和尺寸誤差
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