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衝壓成形發生塑性變形,同時也發生了彈性變形(xíng)。成形負荷卸載後,零件便(biàn)會產生一定回彈。回彈是在板料成形後,成形(xíng)件從模具中取出後必定會產生的變形,會影響零件最終形狀。回彈量大小直接影響工件的幾何精度,同樣也是工藝中很難克服的成(chéng)形缺陷。
衝壓件回彈的影響(xiǎng)因素
1) 材料性能 不同強(qiáng)度的衝(chōng)壓件(jiàn),從普(pǔ)通板材到高強板,不(bú)同板材有著不同(tóng)的屈服強(qiáng)度,板材的屈服強度越高,就越(yuè)容易(yì)出現回彈現象。厚板料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(rè)軋厚板料的表(biǎo)麵質(zhì)量差(chà)、厚度公差大、材料力學性能不穩定,並(bìng)且材料的延(yán)伸率較低.。
回彈前後應(yīng)力變化
2)材料厚(hòu)度 在成(chéng)形過程中,板料厚度對彎曲性能有很大影(yǐng)響,隨著板料厚(hòu)度增加,回彈現象會逐漸減少,這是因為隨著板料厚度增(zēng)加,參與塑性變形材料增加,進而(ér)彈性回複變形也增加,因此,回彈變小。
板料界麵的切向應力
隨著厚板料零件材料強度級別的不(bú)斷提(tí)高,回彈(dàn)所造成零件尺寸精度的問題(tí)越來越嚴重,模(mó)具設計和後期的工藝調試都要求對零件回(huí)彈的性(xìng)質及大小有所了解,以便采取相應的對策和補救方案。
對於厚板料零件,其(qí)彎曲半徑與板厚之比一般都很小,板厚方(fāng)向的應力及其應力變化不容忽視.。
3)零件形狀 不同形狀零件(jiàn)回彈差異很(hěn)大,形狀複雜的(de)零件一般都會增加一序整形,防止成形不到(dào)位出現回(huí)彈(dàn)現象,而更有一部分特(tè)殊形狀零件比較容易出(chū)現回彈現象,如U形零部件,在分析成形過程中,必須考慮(lǜ)回彈補償事宜。
4)彎曲中心角(jiǎo) 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(yán)重的回彈現象(xiàng),衝壓(yā)件形變的長度隨著彎(wān)曲中心角的增大而(ér)增大。
5)模具間隙(xì)配合(hé)情況 模具在設計時就要(yào)在相對工作部分留有一(yī)倍料厚的間隙,在間隙中容納產品。為實現材料更好的流動,在(zài)模具加工完(wán)畢後要對模具(jù)的局部(bù)進行研配。尤其是彎曲模(mó)具,工(gōng)作部位的間隙(xì)越(yuè)大導致的回彈也(yě)就越大,如果板料厚度的誤差允許範圍(wéi)越(yuè)大,則回彈也會越大,也會使模具的間(jiān)隙不能得到(dào)很好的確定。
6)相對彎曲半徑(jìng) 相對彎曲半徑的值與(yǔ)回彈值成正比,所以衝壓(yā)件(jiàn)的曲(qǔ)率越大則越不容易彎曲(qǔ)成形。
7)成形工藝 成形工藝是(shì)製(zhì)約其回彈值的(de)一個重要方(fāng)麵,一般來說(shuō),校正彎曲的回(huí)彈效果比自由彎曲要好。如果(guǒ)在同一批衝壓件的生產中要達到同(tóng)樣的加工效果,校正彎曲比自由彎曲所需(xū)要(yào)的(de)彎曲力要大很多,所以如果兩種方式(shì)采用一樣的彎曲力,則最後達到(dào)的效果也不同。校正彎曲時所需要的校正力越大衝壓件的回彈越(yuè)小,矯正彎曲(qǔ)力會使變形區內外(wài)側(cè)纖維都被拉長,達到成型效果(guǒ)。在彎曲力卸載後,內外側的纖維都會縮短,但是內外側的回彈方向相反,使(shǐ)衝壓件(jiàn)向外的回彈能夠得到(dào)一定程度的緩(huǎn)解。
衝壓回彈的解決措施(shī)
1)產品設計 首先,材料方麵,在(zài)滿足產品的要求的前提下,要選擇屈服度小的材料(liào)或者也可以適當的增加材料的厚度。其次,衝壓件形狀的設計,衝壓件(jiàn)的形狀其回(huí)彈也有很重要的(de)影響,形狀彎曲的複雜衝壓件在(zài)一次彎曲中,由(yóu)於各(gè)個方(fāng)向的應力情況複雜,還(hái)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(zhuàng)設計時,對於複雜的衝(chōng)壓件可以采用幾個部件組合的形式(shì),解決(jué)回彈(dàn)問題。
還有可(kě)以設置防回彈筋,也能有效地(dì)解決回彈缺陷,在(zài)滿足衝壓件要求的前提下根(gēn)據產品要(yào)求(qiú)和回(huí)彈量要(yào)求增加設置防回彈筋,可以改變產品形狀。最(zuì)後,也可以通過減小彎曲部分R角(jiǎo)的值來解決回彈缺陷。
2)工(gōng)藝設計(jì) 首先,模具設(shè)計預(yù)成形工序,增加預成形工序可以使一次性(xìng)成形的衝壓件分布在不同的工序(xù)中完成,可以在一定程度上消(xiāo)除(chú)成形過(guò)程中的內應力,從而解決回彈缺陷。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(yǔ)模具的貼合度達到最大,同時(shí)對模具進行硬化處理,也可有效地減(jiǎn)少衝壓(yā)件拉(lā)毛現象(xiàng),減小對模具的磨損。
還(hái)有(yǒu)對產品進行(háng)整形,如果產品的設計不能隨意更改,就可以在最(zuì)後對衝壓件進行(háng)整形加工,這也是最後的辦法。最後,還有一些其他的方法解決回彈缺陷,如使用液壓衝壓設備(bèi),凸模設置頁腳等(děng),都可以在一定程度上解決(jué)回彈缺陷。
3)零件壓邊力 壓邊力(lì)衝壓成形過程是一項重要的工藝措施,通過不斷優化壓邊力,可以調整材料流動方向,改善材料內部應力分布。壓邊力(lì)增大(dà)可以使零件拉延更加充分,特別是零件側壁(bì)與R角位置(zhì),如果成(chéng)形充分,會使內外應力差減少,從而使回彈減小。
4)拉延筋 拉延筋在當今工藝中(zhōng)應用(yòng)較為廣泛,合(hé)理的設(shè)置拉延的位置,能夠有效地改(gǎi)變材料(liào)流動方(fāng)向及有效分配壓料麵上的進料阻力,從而提高(gāo)材料成(chéng)形性,在容(róng)易出現回彈的零件上設置拉延筋,會使零件成形更充分,應力分布更均勻,從而回(huí)彈(dàn)減小。
鈑(bǎn)金衝壓回彈補償設計~
回彈模擬(nǐ)影響因素
彎曲(qǔ)回彈~
彎曲回彈的解決措施
1)校正彎(wān)曲 校正彎曲力將使衝壓力(lì)集中在彎曲變形區,迫使(shǐ)內層金屬受擠壓,被校正後,內外層都被伸長(zhǎng),卸載後擠壓兩區的回彈趨勢相(xiàng)抵可以減小回彈(dàn)。
2)熱處理 在彎曲前進行退火,降低其硬度和屈服應(yīng)力可減小回彈,同時也降低了彎曲力,彎曲後再淬硬。
3)過度彎曲 彎曲生產中,由於彈(dàn)性恢複,板(bǎn)料的變形角度(dù)及半徑會變大(dà),可以采用板(bǎn)料變形程度超出理論變形程(chéng)度的方(fāng)式來減小回彈。
4)熱彎 采用加熱彎(wān)曲,選擇合適溫度,材料有足夠的時間軟化,可以減小(xiǎo)回彈量。
5)拉彎 該方法是在板(bǎn)料彎曲的同時施加切(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 局部壓縮工藝是通過減薄外側板料(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 將彎曲成形分成多次來進行,以消(xiāo)除回彈。
8)內側圓角鈍化 從(cóng)彎曲部位(wèi)的(de)內(nèi)側進行壓縮,以消除回彈。當板形U形彎曲時(shí),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(wéi)部分彎曲成形 將零件一部分采用彎曲成形後再通過拉延成形(xíng)以減少回彈。這種方法對二維形狀簡(jiǎn)單的產(chǎn)品(pǐn)有效。
10)控製(zhì)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(xiāo)除增加的形狀,使材料內的殘(cán)餘應力平衡發生(shēng)變化,以(yǐ)消除回彈。
11)負回彈 在加工工具表麵時(shí),設法使板料產生負向回彈。上模返回後,製(zhì)件通過回彈而(ér)達到要求的形狀(zhuàng)。
12)電磁法(fǎ) 利用電磁脈衝衝擊材(cái)料表麵,可以糾正由於回彈造成的形狀和尺寸誤差
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