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摘 要:弯曲是企业生产过程中常用的一种工艺方式,而板料在弯曲工艺中会产生回弹现象,本文提出了减少板料在冲压弯曲件回弹的一些解决办法。
关键词:冲压;弯曲件;回弹
1 弯曲工艺
弯曲就是将板料、型材、管材或棒料等按设计要求弯成一定的角度和一定的曲率,形成所需形状零件的冲压工序。可以在压力機上利用模具进行弯曲,也可以在专业设备如弯板机、弯管机等设备上进行。
2 弯曲变形分析
1)变形过程
弯曲变形过程:弹性变形——塑性变形——校正的过程。如图1所示。
A阶段,凸模、板材、凹模三者开始接触,弯曲力矩很小,只有弹性变形;b阶段,随着凸模继续下压,弯曲力矩加大,板材由弹性变形进入到塑性变形;c阶段,板料与凸模“三点接触”,完成自由弯曲过程;d阶段,凸模继续下压,弯曲力矩继续增加,直到板料与凸、凹模完全贴合,完成校正弯曲,整个弯曲过程结束。
3 回弹
由弯曲变形过程的分析可知,材料的外层发生拉伸变形,材料的内层发生压缩变形,当变形结束,工件从模具中取出以后,由于弹性回复,外层将发生收缩,内层发生伸长,使工件的弯曲角和弯曲半径发生改变,因而所得工件与模具的形状尺寸不一致,这种现象称为弯曲件的回弹。回弹程度一般常用角度来表示2。如图2所示。
图2中α为模具闭合状态时的工件弯曲角,α0为工件自模具中取出后的弯曲角,回弹角△α为:△α=α0 - α
4 减小回弹的措施
1)工件设计方面的措施:改进弯曲件的结构设计。
在弯曲变形区压制加强筋;在不影响产品使用性能的条件下,选用弹性模量大、屈服极限低、力学性能较稳定的材料。
2)工艺方面的措施:
对硬材料弯曲前进行退火处理,降低它的屈服极限以减少回弹;采用校正弯曲代替自由弯曲,达到减少回弹量;对于相对弯曲半径很大的弯曲件,宜采用拉弯工艺进行弯曲。
3)在模具结构上采取措施
补偿法:
在凸模和凹模工作部分减去回弹量以修正其尺寸和形状;或利用弯曲件不同部位回弹方向相反的特点,以相反方向的回弹来补偿工件的回弹量。如图3所示。
校正法:改变凸模的结构,使校正压力集中在弯曲变形区,加大变形区的变形程度以减小回弹。
端部加压:在弯曲件直边的端部加压,使弯曲变形区的内、外区都处于压应力状态而减少回弹,并能得到较精确的弯边高度。
软凹模:利用聚氨酯凹模代替刚性金属凹模进行弯曲,如图4所示。弯曲时金属板料内、外侧不仅会受到聚氨酯凹模强大的压力作用,而且变形区仅在圆角局部,因而回弹很小。
参考文献
[1]马朝兴.冲压工艺与模具设计.化学工业出版社,2008.
[2]姜奎华.冲压工艺与模具设计.机械工业出版社,2012.
[3]孙京杰.冲压模具设计与制造实训教程.化学工业出版社,2009.
作者简介
陈志雄(1965.04-),男,汉族,湖北汉川人,现任湖北职业技术学院工程训练中心主任,中共党员,副教授,本科,主要从事机械加工类研究。
关键词:冲压;弯曲件;回弹
1 弯曲工艺
弯曲就是将板料、型材、管材或棒料等按设计要求弯成一定的角度和一定的曲率,形成所需形状零件的冲压工序。可以在压力機上利用模具进行弯曲,也可以在专业设备如弯板机、弯管机等设备上进行。
2 弯曲变形分析
1)变形过程
弯曲变形过程:弹性变形——塑性变形——校正的过程。如图1所示。
A阶段,凸模、板材、凹模三者开始接触,弯曲力矩很小,只有弹性变形;b阶段,随着凸模继续下压,弯曲力矩加大,板材由弹性变形进入到塑性变形;c阶段,板料与凸模“三点接触”,完成自由弯曲过程;d阶段,凸模继续下压,弯曲力矩继续增加,直到板料与凸、凹模完全贴合,完成校正弯曲,整个弯曲过程结束。
3 回弹
由弯曲变形过程的分析可知,材料的外层发生拉伸变形,材料的内层发生压缩变形,当变形结束,工件从模具中取出以后,由于弹性回复,外层将发生收缩,内层发生伸长,使工件的弯曲角和弯曲半径发生改变,因而所得工件与模具的形状尺寸不一致,这种现象称为弯曲件的回弹。回弹程度一般常用角度来表示2。如图2所示。
图2中α为模具闭合状态时的工件弯曲角,α0为工件自模具中取出后的弯曲角,回弹角△α为:△α=α0 - α
4 减小回弹的措施
1)工件设计方面的措施:改进弯曲件的结构设计。
在弯曲变形区压制加强筋;在不影响产品使用性能的条件下,选用弹性模量大、屈服极限低、力学性能较稳定的材料。
2)工艺方面的措施:
对硬材料弯曲前进行退火处理,降低它的屈服极限以减少回弹;采用校正弯曲代替自由弯曲,达到减少回弹量;对于相对弯曲半径很大的弯曲件,宜采用拉弯工艺进行弯曲。
3)在模具结构上采取措施
补偿法:
在凸模和凹模工作部分减去回弹量以修正其尺寸和形状;或利用弯曲件不同部位回弹方向相反的特点,以相反方向的回弹来补偿工件的回弹量。如图3所示。
校正法:改变凸模的结构,使校正压力集中在弯曲变形区,加大变形区的变形程度以减小回弹。
端部加压:在弯曲件直边的端部加压,使弯曲变形区的内、外区都处于压应力状态而减少回弹,并能得到较精确的弯边高度。
软凹模:利用聚氨酯凹模代替刚性金属凹模进行弯曲,如图4所示。弯曲时金属板料内、外侧不仅会受到聚氨酯凹模强大的压力作用,而且变形区仅在圆角局部,因而回弹很小。
参考文献
[1]马朝兴.冲压工艺与模具设计.化学工业出版社,2008.
[2]姜奎华.冲压工艺与模具设计.机械工业出版社,2012.
[3]孙京杰.冲压模具设计与制造实训教程.化学工业出版社,2009.
作者简介
陈志雄(1965.04-),男,汉族,湖北汉川人,现任湖北职业技术学院工程训练中心主任,中共党员,副教授,本科,主要从事机械加工类研究。