正文 5.2 彎曲件的回彈及減少回彈的方法(1 / 1)

對彎曲變形過程的分析,使我們了解到:彎曲時,在遠離凸模的板料外層,縱向產生了彈-塑性拉伸變形,而靠近凸模的內層,縱向產生了彈-塑性壓縮變形;在中性層兩側的某個範圍內則仍處於純彈性變形階段(範圍的大小隨相對彎曲半徑R/t的加大而加大)。這樣,在變形結束,當彎曲件從模具中取出以後,由於中性層兩側純彈性變形的恢複,以及內、外層縱向纖維總變形中彈性變形部分的恢複,而使工件的彎曲角與彎曲半徑發生改變,因而與模具的形狀尺寸就不一致,這種現象稱為彎曲件的回彈。

彎曲結束後,內、外層縱向纖維的彈性恢複方向是相反的,即外層縮短而內層伸長,這種反向的彈性恢複大大加劇了工件形狀和尺寸的改變。所以彎曲工序和其他工序比較,更加不容忽視回彈的影響。

回彈的程度可以用回彈角Δθ的大小表示。Δθ即彎曲以後零件的實際彎曲角θ0與模具彎曲角θ的差值。

5.2.1影響回彈的因素

影響彎曲件回彈的因素很多,主要的有以下幾個。

5.2.1.1材料的機械性

回彈的大小與材料的屈服極限σs成正比,和彈性模數E成反比。也就是說σs/E越大,則回彈越大。在材料性能不穩定時,回彈值也很不穩定。

曲線1相當於已退火的軟鋼,具有較大的彈性模數;曲線2相當於軟的錳黃銅,它的彈性模數較小。這兩種材料的屈服極限基本相同(強度極限也相似),在總變形程度相同(即相同的R/t)時,曲線2的彈性恢複量ε彈2要大於曲線1的彈性恢複量ε彈1,即軟的錳黃銅的回彈大於已退火的軟鋼的回彈。

曲線4相當於退火狀態的鋼;曲線3的材料與曲線4相同,但經過了冷作硬化。這兩種情況雖然彈性模數E相同,但是由於曲線3的屈服極限比曲線4的高,故在相同的總變形程度時(即R/t相同),冷作硬化鋼的彈性恢複量ε彈3要大於軟化狀態的彈性恢複量ε彈4。

5.2.1.2彎曲變形的外部條件對回彈的影響

(1)零件的相對彎曲半徑(R/t)

相對彎曲半徑(R/t)越小,即變形程度越大,則在毛坯內部的塑性變形區域及總變形程度就越大,總變形中塑性變形所占的比重也越大,故回彈就越小。根據實驗結果,在校正彎曲R/t=1~1.5時,回彈角最小(此數據可作為產品設計時的參考,但設計時還要注意R不得小於最小彎曲半徑)。

(2)彎曲的方式及校正力的大小

校正彎曲時,由於材料受凸模和凹模壓縮的作用,不僅使彎曲變形區毛坯外側的拉應力有所減小,而且在外側中性層附近的縱向,還出現和內側縱向同號的壓縮應力。隨著校正力的增加,縱向正應力區向毛坯的外表麵逐漸擴展,致使毛坯的全部斷麵或大部分斷麵在縱向均出現壓縮應力。於是內外層回彈方向取得了一致,故其回彈可比自由彎曲時大為減少。而校正力越大,則回彈越小。

在V形件的小圓角半徑(R/t

t時,可在凹模或凸模上做出補償回彈角,以消除回彈。或將凹模的頂件器做成弧形麵,以造成工件底部的局部彎曲,當工件自凹模中取出後,由於曲麵部分回彈伸直而使兩側產生負回彈,從而補償了圓角部分的正回彈。

4)其他:對U形件彎曲采用負間隙(Z