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如何控制板料成形過程中的彎曲回彈?

2020-09-17
摘要:回彈是彎曲工藝中的技術難點之一,也是板料成形過程中普遍存在的問題,特別是在彎曲和淺拉深過程中的回彈現象更加嚴重。

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亚博取款速度  回彈是彎曲工藝中的技術難點之一,也是板料成形過程中普遍存在的問題,特別是在彎曲和淺拉深過程中的回彈現象更加嚴重。由于回彈的存在,卸載后零件的尺寸與模具表面的形狀尺寸不能完全符合,零件的尺寸精度達不到設計要求,對生產效率造成極大影響,所以有必要對其進行深入研究和有效控制。

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  一、 影響回彈的主要因素:

  1、材料的力學性能

  彎曲件的材料特性對回彈有直接影響,一般來說回彈量大小大致與材料的屈服強度成正比,與材料的彈性模量成反比。這是因為材料屈服強度越高,材料在一定的變形程度下,其變形區斷面內的應力也越大,因而引起更大的彈性變形,所以回彈值也越大;而彈性模量越大,則抵抗彈性變形的能力越強,所以回彈值越小。

  2、相對彎曲半徑

亚博取款速度  相對彎曲半徑表示彎曲成形的變形程度,回彈值與相對彎曲半徑成正比,相對彎曲半徑越小,斷面中塑性變形區越大,切向總應變中彈性應變分量所占的比例越小,因此卸載時彈性回彈隨相對彎曲半徑的減小而減小;而相對彎曲半徑較大時,雖然變形程度很小,但材料斷面中心部分會出現很大的彈性區,所以回彈量較大。為了減小回彈,一般都選擇較小的相對彎曲半徑,但過小的彎曲半徑容易使工件彎曲處破裂,必須權衡利弊。

亚博取款速度  3、彎曲角

亚博取款速度  彎曲角越大表示變形區越大,則工件的角度回彈值也越大,且彎曲角與彎曲半徑的回彈值有關。

亚博取款速度  4、材料的表面質量

  板材厚度的精度、表面質量和平度對回彈有較大的影響,若板料厚度公差范圍大,其回彈值的波動就越大,板料厚度越薄,受這方面的影響就越大。此外,若材料表面不平,凸起及有雜質,則在彎曲時將會產生應力集中,因為對回彈有較大影響,甚至還會產生翹曲和扭彎、開裂等缺陷。

  5、彎曲件形狀及模具工作部分尺寸

亚博取款速度  彎曲件形狀及模具工作部分尺寸對回彈值有較大的影響,一般來說,彎曲零件形狀越復雜,同時一次彎成的角度越多,彎曲變形時各個部分變形相互制約作用越大,增加了回彈阻力,因而降低了成形的回彈量。U形工件(雙角彎曲)的回彈比V形工件(單角彎曲)的回彈要小,這是因為U形件的底部在彎曲中存在有拉伸變形的成分,故回彈要小。

  6、彎曲作用力(校正力)

亚博取款速度  一般情況下,彎曲作用力小時,則回彈角就小,增加作用力可減少回彈量。對彎曲半徑小的V形工件進行校正彎曲,可使角度回彈減小或成為負回彈,甚至趨近于零。

  7、彎曲方式

  彎曲方式直接影響到彎曲件的回彈值,如材料在無底凹模內做自由彎曲時的回彈量比有底凹模的限制彎曲的回彈量要大,采用聚氨酯彎曲工藝或拉彎工藝,可以改變彎曲工件在變形過程中的應力狀態,從而減少回彈。但使用彎曲模具進行板料的彎曲加工與彎曲理論分析中在純彎矩用下的彎曲有很大不同,彎曲過程中,板料因受到模具的阻礙可能產生很復雜的變形,將影響彎曲件脫離模具后的回彈結果,為了掌握回彈規律,提高彎曲件的尺寸精度,需要進一步分析各種彎曲方式對回彈的影響。

  二、 彎曲回彈的控制方法:

亚博取款速度  根據零件形狀和彎曲工藝的不同,可選用不同的方法來控制回彈,回彈控制一般有以下幾種方法:

  1、選用合適的材料及改進零件的局部結構

亚博取款速度  采用彈性模量大、屈服點小的材料,可以有效減小回彈量;在變形區壓制合適的加強筋或壓成形邊翼以改變變形區的材料應力及應變分布,增加零件的剛度,減小回彈。

亚博取款速度  2、從工藝上采取措施

亚博取款速度  對冷作硬化的硬材料需先退火,降低其屈服點,以減小回彈,彎曲后再淬硬;采用加熱彎曲,根據板材種類不同,選擇合適的溫度,由于材料有足夠的時間軟化,可以減小回彈量。改變彎曲時的應力狀態,降低或克服彎曲的回彈,如用校正彎曲代替自由彎曲、用拉彎法代替一般彎曲方法、采用多點反復成形法。

  3、改變模具角度

  預先估算或實驗得出彎曲件的回彈量,設計模具結構時,使模具彎曲角等于工件彎區角加回彈角,同時減小凸、凹模間隙,使其產生過度彎曲。卸載回彈后,工件達到合格尺寸,這種方法多用于容易修磨的模具。

  4、在加工中實行在線控制,達到最優的成形條件。將一般的理論預測和工藝試驗方法二者有機結合,實現自由彎曲中回彈的自適應控制。這種方法的關鍵點是,在零件開始彎曲的一段過程中實時測量彎曲力-凸模位移曲線,這一過程實質上是把工藝試驗嵌入到了生產過程中,由此基本消除了由材料特性的離散性而引起的回彈預測誤差。在測得實時力-位移曲線后,應用模糊推理機制實現彎曲的實時控制。

亚博取款速度  5、用計算機仿真軟件預測分析

  在計算機上對板料回彈進行模擬,對板料可能出現的某種回彈現象進行分析,再將分析結果導入電腦進行修正,所得的結果如果滿足實際條件和需求就可以直接應用到實際中,既省了材料,又節省了時間。

亚博取款速度  另外,對于曲率非常小的彎曲件,由于其塑性變形不充分,回彈較大,單純模具補償難以實施,一般要采用拉彎法和模具補償法聯合作用來控制回彈。對于局部曲率很大的彎曲件,理論預測精度較差,實際生產中一般采用局部加壓矯正的方法來控制回彈。

  本文由興迪源機械綜合整理

  資料| 《板料彎曲回彈分析》、《彎曲件回彈主要影響因素研究》、《回彈機理的研究與控制綜述》等。

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標簽: 成形 彎曲回彈