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衝壓成形(xíng)發生塑性變形,同時也發(fā)生了彈性變形。成形負荷卸載後(hòu),零件便會產生一定回彈。回彈是在(zài)板料成形後,成形件(jiàn)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(dàn)量大小直接影響工件(jiàn)的幾何精度,同樣也是工藝中很難克服的成形缺陷。
衝壓件回彈的影(yǐng)響因(yīn)素
1) 材料性能 不同強度的衝壓件,從普通板材到高強板,不同板材有著不(bú)同的屈服強度,板材的屈服強度(dù)越高,就越(yuè)容易出現回(huí)彈現象。厚板料零件的材料一般采用熱軋碳素鋼板或熱軋(zhá)低合(hé)金高強度鋼板。與冷(lěng)軋薄板(bǎn)料相比,熱軋(zhá)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(yán)伸率較低.。
回彈前後應力變化
2)材料厚度 在(zài)成形過程中,板料厚度對彎曲性能有(yǒu)很大影響,隨(suí)著(zhe)板料厚度增加,回彈現象會逐漸減少,這是因為隨著板料厚度增加(jiā),參與塑性變形材(cái)料增加,進(jìn)而彈性回複變形也增加,因此,回彈變(biàn)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)斷提高,回彈所(suǒ)造成零(líng)件尺寸精(jīng)度的問題越來越(yuè)嚴重,模具設(shè)計和後期的工藝調試都要求對零件回彈的性質及大小有所了解,以便采取(qǔ)相應的對策和補救方案。
對於厚板料零件,其(qí)彎曲半徑與板厚之比一般都很小,板(bǎn)厚方向(xiàng)的應力及其應力變化不容忽視(shì).。
3)零件形狀 不同形狀零件(jiàn)回彈差異很(hěn)大,形狀複雜的零件一般都會(huì)增加一序整形,防止成形不到位(wèi)出現回彈現象,而更有一(yī)部分特殊形狀零(líng)件比較容易出現回彈現象,如U形零部(bù)件,在分(fèn)析成形過程中,必須考慮回(huí)彈補償事宜。
4)彎曲(qǔ)中心角 彎曲中心角的值越大就表示回彈(dàn)累積值越大(dà),這樣就會(huì)造(zào)成嚴重的回彈現象,衝壓件形變的長度(dù)隨著彎曲中心角的增大而(ér)增大。
5)模具間隙配合(hé)情況 模具在設計時就要在(zài)相對工作部分(fèn)留有一倍料厚的間隙,在間隙中容納產品。為(wéi)實現材料更好(hǎo)的流動,在模具加工完畢後要對模具的局部進行研配。尤其是彎(wān)曲模具,工作部位的間隙越大導致的(de)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(yě)會越大,也會使模具(jù)的間隙不能得到很好的確定。
6)相對彎曲半徑 相對彎曲半徑的值與回彈值成(chéng)正比,所以衝(chōng)壓件的曲率越大則越不容易彎曲成形。
7)成形工藝 成形工藝是製約其回彈值的一個重要方麵,一般來說(shuō),校正彎曲的回彈效(xiào)果比自由彎曲要好。如果在同一批衝(chōng)壓件的生產中要達到同樣的加工效果,校正彎曲比自由彎曲所需要的彎曲力要大很多,所以如(rú)果兩種方(fāng)式(shì)采用一樣的彎曲力,則最後達到的效果也不同。校正彎曲時所需要的校正力越大衝壓件的回彈越小,矯正彎曲力會使變形區內外側纖維都被(bèi)拉長,達到成型效果。在彎曲力卸載後,內外側的纖維都會縮短,但是內(nèi)外側的回彈方向相反,使衝壓件向外的回彈能夠得到一定程度的緩解。
衝壓回彈的(de)解決措施
1)產品設計 首先,材料方麵,在滿足產品的要(yào)求的(de)前提下,要選(xuǎn)擇屈服度小的材料或(huò)者也可以適(shì)當的增加材料的厚(hòu)度。其次,衝壓件形狀的設計,衝壓(yā)件的形狀其回彈也有很重要的影響,形狀彎曲的複雜衝壓件(jiàn)在一次彎曲中,由於各個方向的應力情況複雜,還存在著摩擦力等其他因素,回彈消除是十分困難(nán)的,所以在產品的形狀設計時,對於複雜的(de)衝壓件可以采用幾個(gè)部件組合的形式,解決(jué)回彈問題。
還有可以設置防回彈筋(jīn),也能有效地解決回彈缺陷,在滿足衝壓件要求的(de)前提(tí)下(xià)根據產品要求和回彈量要求增加設置(zhì)防回彈筋,可以改(gǎi)變產品形狀。最後,也可以通過減小(xiǎo)彎曲部分R角的值來解決回彈缺陷。
2)工藝設計 首先,模具設計預成形工序,增加預成形工序可以使一次性成形的衝壓件分布在不(bú)同的工序(xù)中完成,可(kě)以在一定程(chéng)度上消除成(chéng)形過程中的(de)內應(yīng)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,也可有效地減少衝壓件拉毛現象,減小對模具的磨損。
還有(yǒu)對產品進行(háng)整形(xíng),如果產品的設計不能隨意更改,就可以(yǐ)在最後對(duì)衝壓件進行整形加工,這也(yě)是最後的辦法。最後,還有一些(xiē)其他的方法解(jiě)決回彈缺陷,如使用液壓衝(chōng)壓設備,凸模設置頁腳等,都可以在一定程(chéng)度上解決回彈缺陷。
3)零件壓邊力 壓(yā)邊力衝(chōng)壓(yā)成形過程是一項重要的工藝措施,通過不斷優(yōu)化壓邊力(lì),可以調整材料流動方向,改善材料(liào)內部應力分布。壓邊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(rú)果成形充分,會使內外應力差減少,從而使回彈減小。
4)拉延筋 拉延筋(jīn)在(zài)當(dāng)今工藝中應用(yòng)較為廣泛,合理的(de)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(yā)料麵上的進料阻力,從而提高材料成形性,在容易出現回彈(dàn)的零件上設置拉(lā)延筋,會使(shǐ)零件成形(xíng)更充分,應(yīng)力分布(bù)更(gèng)均勻,從而回彈減小。
鈑金衝壓回彈補償設計~
回彈模擬影響因素(sù)
彎曲回彈~
彎(wān)曲(qǔ)回彈的解決措施
1)校正(zhèng)彎曲 校正彎(wān)曲力將使衝壓力集中在彎曲變形區,迫(pò)使內層金屬受擠壓,被校正後,內外層都被伸長(zhǎng),卸載後擠壓兩區的(de)回彈趨勢相抵可以減小回彈。
2)熱處理 在彎曲前進行退火,降低其硬(yìng)度和屈服應力可減小回彈,同時也降低了彎曲力,彎曲後再淬硬。
3)過度彎曲 彎(wān)曲(qǔ)生產中,由於彈性恢複,板料的變形角度及半徑會變(biàn)大,可以采用板料變形程度超出理論變形程度的方式來減小回彈。
4)熱彎 采用加(jiā)熱彎曲,選擇合適溫度,材料有(yǒu)足(zú)夠的時間軟化,可以(yǐ)減小回彈量。
5)拉彎 該方法(fǎ)是在板料彎曲的(de)同時施加切向拉力,改變(biàn)板(bǎn)料(liào)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(wéi)內,這些卸載後(hòu),內外層的回彈(dàn)趨勢相互抵消,減小了回(huí)彈。
6)局部壓縮 局部壓縮工藝是(shì)通過減薄外側板料的厚度來增加外側板料的長度,使內外層的回彈(dàn)趨勢相互抵消。
7)多次彎曲 將彎曲成形分成多次來進(jìn)行,以(yǐ)消除回彈。
8)內側圓角鈍化 從彎曲部位的內側進行(háng)壓縮,以消除回彈。當板形U形彎曲時,由於兩側對稱彎曲,采(cǎi)用這種方法效果比較好(hǎo)。
9)變整體拉延成為(wéi)部分(fèn)彎曲成形 將零件一部(bù)分采用彎(wān)曲(qǔ)成形後再通過拉延成形以減少回彈。這種方法對二維形狀簡單的產品有效。
10)控製殘餘應力 拉延時在工具的表麵增加局部的凸包形狀,在後道工序時再消除(chú)增加的形(xíng)狀,使材料內的殘餘應力平衡發生變化(huà),以消除回彈。
11)負回彈(dàn) 在加工(gōng)工(gōng)具表麵時,設法(fǎ)使板料產生負向(xiàng)回彈。上模返回後,製件通過回彈(dàn)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(kě)以糾正由(yóu)於回彈造(zào)成的(de)形狀和尺(chǐ)寸誤差
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