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衝壓成形發生塑性變形,同時也發生了彈性變形。成形負荷卸載後,零件便(biàn)會產生一定回彈。回彈是在板料成形後,成形件從模具中取(qǔ)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(yǐng)響工件的(de)幾何精度,同樣也是工藝中很難克服的成形缺陷。
衝壓件回彈的影響因素
1) 材料性能 不同強度的衝壓(yā)件,從普(pǔ)通板材到(dào)高強板,不同板材有著不同的屈服(fú)強度(dù),板材的屈服(fú)強度越高,就越容易(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(jīn)高強度鋼板。與冷(lěng)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(bú)穩定,並且材料的延伸率較低.。
回彈前後應力變化
2)材料厚(hòu)度(dù) 在(zài)成形過程中,板料(liào)厚度對彎曲性能有很大(dà)影響,隨著板(bǎn)料厚(hòu)度增加,回彈現象會逐漸減少,這(zhè)是因為隨著板料厚度增加(jiā),參與塑性變形材料增加,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
隨著厚板料零件材料強度級(jí)別的不斷提高,回彈(dàn)所造成零件尺寸精(jīng)度的問題越(yuè)來越嚴重,模具(jù)設計和後期的工藝調試都要求對零(líng)件回彈的性質及大小有所了解,以便采取相應(yīng)的對策和補救方案。
對於厚板料(liào)零件,其彎曲半徑與板厚之比一般都很小,板厚方向的應力及其應力變化不容忽視.。
3)零件形狀 不(bú)同形狀零件回彈差異很大,形狀複雜的零件一般都會增加一序整形,防止成形不到位出現回彈現象,而更有一部(bù)分特殊形狀零件比較容易出現回彈現象,如U形零部件,在分析成形過程中,必須(xū)考慮回彈(dàn)補償事宜(yí)。
4)彎(wān)曲中心角 彎曲中心角的(de)值越大就表示回彈累積值越大,這樣(yàng)就會造成嚴重的回彈現象(xiàng),衝壓件形變的長(zhǎng)度隨著彎曲中心角的增大而增大(dà)。
5)模具間隙配合情況 模具(jù)在設計(jì)時就要在相對工作部分留有一倍料厚的間隙,在間隙中容納產品。為實現材(cái)料更好的流(liú)動(dòng),在(zài)模具加工完畢後(hòu)要對模具的局部進行研配。尤其是彎(wān)曲模(mó)具,工作部位的間隙越大導致的回彈也(yě)就越大,如果板(bǎn)料厚度的誤差允許範圍越大,則回彈也會越大,也(yě)會使(shǐ)模具的間隙不能(néng)得到很好的確定。
6)相(xiàng)對彎曲半徑(jìng) 相對彎曲半徑的值(zhí)與回彈值成正比,所以衝壓件的曲(qǔ)率越大則越不容易彎曲成形(xíng)。
7)成形(xíng)工藝 成形工(gōng)藝是製約其回彈值的一個重要方麵,一般來說,校正彎曲的回彈效果比自由彎曲(qǔ)要好。如果在同一批衝壓件的生產中(zhōng)要達到(dào)同樣的加工效果,校正彎曲比(bǐ)自由彎曲(qǔ)所需要的彎曲(qǔ)力(lì)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(zhèng)力越大衝壓件(jiàn)的(de)回彈越小,矯正彎曲力會使(shǐ)變(biàn)形區內外側纖維都被(bèi)拉長,達到成型效果。在(zài)彎曲力卸載後,內外側的纖(xiān)維都會縮短,但是內外(wài)側的回彈方向相反,使衝壓件向外(wài)的回彈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,材料方麵,在滿足產(chǎn)品的要(yào)求的前提下,要(yào)選(xuǎn)擇屈(qū)服度小的材料或者也可以適當的增(zēng)加材料的厚度。其次,衝壓件形狀的設計,衝壓件的形(xíng)狀其回彈(dàn)也有很重要的影響,形狀彎曲的複(fù)雜衝(chōng)壓件在一次彎曲中(zhōng),由於各個方向的應力情況複雜,還存在(zài)著摩擦力等其他因素,回彈消除是十分困難的,所(suǒ)以在產品的形狀設計時,對於複雜的衝壓件可以采用幾(jǐ)個部(bù)件組合的(de)形式(shì),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(qián)提下根據產品要求和回彈量要(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(guò)減(jiǎn)小彎曲(qǔ)部分R角的值來解決回彈(dàn)缺陷。
2)工藝設計 首(shǒu)先,模具設計預成形工序,增加預成形工序可以(yǐ)使一次性成形的(de)衝壓件分布在不同的工序中完成,可以在一定程度上消(xiāo)除成(chéng)形過程中的內應力,從而解決回彈缺陷。其次(cì),減小凹凸模具間隙(xì),可以(yǐ)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(chù)理,也可有效地減少衝(chōng)壓件拉毛現象,減小對模具的磨損。
還有對產品進行整形,如果產品的設計不能隨意更(gèng)改(gǎi),就可以在最後對衝壓件進行整形加工,這也是最後的辦法。最後,還(hái)有一些其他的方法解決回彈缺陷(xiàn),如使用液壓衝壓(yā)設(shè)備,凸(tū)模設置頁腳等,都可以在一(yī)定程度上解決回彈缺陷。
3)零件壓邊力 壓邊(biān)力衝壓成形過程是一項重要的工藝措施,通過不斷優化壓(yā)邊力,可(kě)以調整材料流動方(fāng)向,改善材料內部應力分(fèn)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,如果成形充分,會使內外應力(lì)差減少,從而(ér)使回彈(dàn)減(jiǎn)小。
4)拉延筋 拉延筋在當今工藝中應用較為廣泛,合理(lǐ)的設置拉延的位置,能夠(gòu)有效地改變材料流動方(fāng)向及有效分配壓料麵上的進(jìn)料阻力,從而(ér)提高材料成形性,在容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,從而回彈減小。
鈑金(jīn)衝壓回彈補償設計~
回彈模擬影響因素
彎曲回彈~
彎(wān)曲回(huí)彈的解決措施
1)校正彎曲 校正(zhèng)彎曲力將使衝壓力集(jí)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,卸載後擠壓兩區的回彈趨勢相抵可以減小回彈。
2)熱處理(lǐ) 在彎曲前進行退火,降低其硬度和屈服應力(lì)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,由於彈性恢(huī)複,板料(liào)的變形角度及(jí)半徑會(huì)變大,可以采(cǎi)用板料變形程度(dù)超出(chū)理(lǐ)論變形程度的方式來減小回彈。
4)熱(rè)彎 采用加熱(rè)彎曲,選擇合適溫度,材料有足夠的時間軟化,可以(yǐ)減小回彈量(liàng)。
5)拉彎 該方法是在板料彎曲(qǔ)的同時施加切向拉力,改變板料內部的應力狀態和(hé)分布情況,讓整個斷麵處於塑性拉伸變形範圍內,這些卸(xiè)載後,內外層的(de)回彈趨勢(shì)相互抵消,減小了回彈(dàn)。
6)局部壓(yā)縮 局部壓縮工藝是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(de)回彈趨勢相互抵消。
7)多次彎曲 將彎(wān)曲成(chéng)形分成多次來進行,以消除回彈(dàn)。
8)內側圓角鈍(dùn)化 從彎曲部位的內側(cè)進(jìn)行壓縮(suō),以消除回(huí)彈(dàn)。當板形(xíng)U形彎曲時,由於兩(liǎng)側對(duì)稱彎曲(qǔ),采用這種方法效果比較好。
9)變(biàn)整體拉延成為部分彎曲成形 將零件一部分采用彎曲成形(xíng)後再通(tōng)過拉延成形以減少回(huí)彈。這種方法對二維形狀簡單的產品有效。
10)控製殘餘(yú)應力 拉延(yán)時在工(gōng)具的表麵增加局部的凸包形狀,在後道工序時(shí)再消除(chú)增加的形狀,使材料內的殘餘應力平衡發生變化,以消(xiāo)除回彈。
11)負回彈 在加工工(gōng)具表麵時,設法使板料產生負向回彈。上(shàng)模(mó)返回後,製件通過回彈而達到要(yào)求的形狀。
12)電磁(cí)法 利(lì)用電磁脈衝衝擊材料表麵,可以糾正由於回彈造成的形狀和尺寸誤差
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