沖壓件回彈的影響因素及解決方法
作者:admin 發(fā)布日期:2020-09-04
沖壓件的回彈是指在去除載荷后,變形體的形狀部分恢復(fù),零件的形狀和尺寸與沖壓件的工作面的形狀和尺寸不匹配,導(dǎo)致零件的尺寸不在公差范圍內(nèi),影響產(chǎn)品的裝配精度。
沖壓件在成形過(guò)程中會(huì)發(fā)生塑性變形和彈性變形。卸載成形載荷后,零件會(huì)有一定程度的回彈。回彈是金屬板材成形后將發(fā)生的變形,成形零件從模具中取出,這將影響零件的zui終形狀?;貜椫苯佑绊懝ぜ膸缀尉?,這也是成形過(guò)程中難以克服的缺陷。
載荷卸載后的應(yīng)力變化曲線
1)不同材料性能和強(qiáng)度的沖壓件,從普通板材到高強(qiáng)板板材,具有不同的屈服強(qiáng)度,板材的屈服強(qiáng)度越高,越容易回彈。通常,熱軋?zhí)间摪寤驘彳埖秃辖鸶邚?qiáng)度鋼板被用作厚板部件的材料。與冷軋板材相比,熱軋板材表面質(zhì)量差,厚度公差大,力學(xué)性能不穩(wěn)定,延伸率低。
回彈前后的應(yīng)力變化
2)材料厚度在成形過(guò)程中,板材厚度對(duì)彎曲性能有很大影響。隨著板材厚度的增加,回彈現(xiàn)象會(huì)逐漸減少,因?yàn)殡S著板材厚度的增加,參與塑性變形的材料增加,然后彈性回復(fù)變形也增加,所以回彈變小。
金屬板界面的切向應(yīng)力
隨著厚板零件材料強(qiáng)度等級(jí)的不斷提高,回彈引起的零件尺寸精度問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。模具設(shè)計(jì)和后期工藝調(diào)試需要了解零件回彈的性質(zhì)和規(guī)模,以便采取相應(yīng)的對(duì)策和補(bǔ)救方案。
對(duì)于厚板零件,彎曲半徑與板厚之比一般很小,板厚方向的應(yīng)力及其變化不可忽略。
3)不同形狀的零件在零件回彈,有很大的差異,形狀復(fù)雜的零件一般會(huì)增加一個(gè)成形順序,以防止成形不到位時(shí)出現(xiàn)回彈現(xiàn)象,而一些形狀特殊的零件更容易出現(xiàn)回彈現(xiàn)象,如U形零件,因此在分析和成形過(guò)程中bixu考慮回彈補(bǔ)償。
4)彎曲zhongxin角越大,累積回彈值越大,會(huì)造成嚴(yán)重的回彈現(xiàn)象。沖壓件的變形長(zhǎng)度隨著彎曲zhongxin角的增加而增加。
5)模具的間隙配合在設(shè)計(jì)模具時(shí),bixu留出一個(gè)兩倍于相關(guān)工作部件中材料厚度的間隙,并將產(chǎn)品容納在該間隙中。為了實(shí)現(xiàn)更好的材料流動(dòng),應(yīng)在模具加工后準(zhǔn)備模具的局部。特別是對(duì)于彎曲模具,工作部分的間隙越大,回彈越大。如果板料厚度的公差范圍越大,回彈越大,模具的間隙就不能很好地確定。6)相對(duì)彎曲半徑與回彈值成正比,因此沖壓件的曲率越大,彎曲成形越不容易。
7)成型工藝成型工藝是制約其回彈值的一個(gè)重要方面。一般來(lái)說(shuō),矯正彎曲的回彈效果比自由彎曲好。如果在同一批沖壓件的生產(chǎn)中達(dá)到相同的加工效果,校正彎曲所需的彎曲力要比自由彎曲所需的彎曲力大得多,所以如果兩種方法都采用相同的彎曲力,zui終的效果就會(huì)不同。校正彎曲所需的校正力越大,沖壓件的回彈越小,校正彎曲力會(huì)使變形區(qū)內(nèi)外的纖維變長(zhǎng),從而達(dá)到成形效果。彎曲力卸載后,內(nèi)外纖維都變短,但內(nèi)外兩側(cè)的回彈方向相反,從而在一定程度上減輕了沖壓件的向外回彈。
沖壓件回彈的解決方案:
1)產(chǎn)品設(shè)計(jì)首先,在材料方面,在滿足產(chǎn)品要求的前提下,應(yīng)選擇產(chǎn)量小的材料或適當(dāng)增加材料厚度。其次,沖壓件的形狀設(shè)計(jì)和沖壓件的回彈也有非常重要的影響。在彎曲過(guò)程中,由于各個(gè)方向的復(fù)雜應(yīng)力以及摩擦等其他因素,很難消除回彈。因此,在產(chǎn)品的形狀設(shè)計(jì)中,對(duì)于復(fù)雜的沖壓件,可以將幾個(gè)零件組合起來(lái)解決回彈問(wèn)題。
另外,可以設(shè)置防反彈筋,這也可以有效解決反彈缺陷。在滿足沖壓件要求的前提下,可根據(jù)產(chǎn)品要求和回彈量增加防回彈筋,改變產(chǎn)品形狀。zuihou,回彈缺陷也可以通過(guò)減小彎曲部分的R角值來(lái)解決。
2)工藝設(shè)計(jì)首先,模具設(shè)計(jì)預(yù)成形工藝,增加預(yù)成形工藝可以使一次成形的沖壓件分布在不同的工藝中,這可以在一定程度上消除成形過(guò)程中的內(nèi)應(yīng)力,從而解決回彈缺陷。其次,通過(guò)減小凹凸模具之間的間隙,可以將其調(diào)整到材料厚度的一倍左右,從而使材料與模具之間的附著力zuidahua。同時(shí),對(duì)模具進(jìn)行硬化也能有效地減少?zèng)_壓件的拉毛現(xiàn)象,減少模具的磨損。
產(chǎn)品也在重塑。如果產(chǎn)品的設(shè)計(jì)不能隨意改變,沖壓件zui終可以重新成形,這也是zuihou的手段。zuihou,還有一些其他的方法來(lái)解決回彈缺陷,如使用液壓沖壓設(shè)備和設(shè)置凸模的頁(yè)腳,可以在一定程度上解決回彈缺陷。
3)壓邊力沖壓件的成形過(guò)程是一項(xiàng)重要的工藝措施。通過(guò)不斷優(yōu)化壓邊力,可以調(diào)整材料流動(dòng)方向,改善材料的內(nèi)應(yīng)力分布。增加壓邊力可以使零件拉延更充分,尤其是零件的側(cè)壁和R角位置。如果成形充分,內(nèi)應(yīng)力和外應(yīng)力之間的差異將減小,從而減少回彈。4)拉拉延筋和拉拉延筋在當(dāng)今技術(shù)中應(yīng)用廣泛。拉拉延筋的合理設(shè)置可以有效地改變材料的流動(dòng)方向,有效地分配壓料面上的進(jìn)給阻力,從而提高材料的成形性。在容易回彈的零件上設(shè)置拉拉延筋,可以使零件成形更充分,應(yīng)力分布更均勻,從而減少回彈。
彎曲回彈的解決方案
1)校正彎曲力將沖壓力集中在彎曲變形區(qū),迫使內(nèi)部金屬被擠壓。校正后,內(nèi)層和外層都被拉伸。卸載后,可以通過(guò)抵消兩個(gè)擠壓區(qū)的回彈趨勢(shì)來(lái)減少回彈。
2)彎曲前退火,降低其硬度和屈服應(yīng)力可以減少回彈和彎曲力,然后彎曲后硬化。
3)在過(guò)度彎曲的生產(chǎn)中,由于彈性回復(fù),板料的變形角度和半徑會(huì)變大,回彈可以通過(guò)板料的變形程度超過(guò)理論變形程度來(lái)減小。
4)熱彎曲采用加熱彎曲。如果材料有足夠的時(shí)間軟化,回彈可以減少。
5)拉彎曲該方法在彎曲金屬板時(shí)施加切向拉力,改變金屬板內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)和分布,從而使整個(gè)截面處于塑性拉拉伸變形范圍內(nèi)。卸載后,內(nèi)層和外層的回彈趨勢(shì)相互抵消,減少回彈。
6)局部壓縮局部壓縮技術(shù)是通過(guò)減薄外板的厚度來(lái)增加外板的長(zhǎng)度,從而使內(nèi)外層的回彈趨勢(shì)相互抵消。
7)多次彎曲將彎曲成形分為多次,以消除回彈。
8)內(nèi)圓角的鈍化從彎曲部分的內(nèi)部進(jìn)行壓縮,以消除回彈。當(dāng)板為u形時(shí),這種方法的效果更好,因?yàn)閮蓚?cè)對(duì)稱(chēng)彎曲。
9)將整體拉改為局部彎曲成形,然后對(duì)一個(gè)零件采用彎曲成形,再采用拉成形來(lái)減少回彈。這種方法對(duì)于簡(jiǎn)單二維形狀的產(chǎn)品是有效的。
10)控制殘余應(yīng)力拉延遲,增加刀具表面的局部凸包形狀,并在后續(xù)工藝中消除增加的形狀,從而改變材料中的殘余應(yīng)力平衡,消除回彈。
11)負(fù)回彈加工刀具表面時(shí),盡量使金屬板產(chǎn)生負(fù)回彈。上模返回后,工件通過(guò)回彈達(dá)到要求的形狀。
12)電磁法利用電磁脈沖沖擊材料表面,可以修正回彈引起的形狀和尺寸誤差。