冲压折弯成形工艺中回弹的影响因素及校正措施

冲压折弯成形工艺中回弹的影响因素及校正措施

在冲孔工艺中，板料的弯曲回弹是最常见的缺陷，也是弯曲工艺中的技术难点，严重影响了制造材料的尺寸精度和形状精度。传统的解决方案是反复修复模型、试验模型，甚至调整和扩大凸凹模的工作范围，以提高形成工艺的生产效率。因此，产品的生产效率低、成本高、生产周期长，严重制约了模型厂的发展。因此如能在模具设计时准确地预测产品弯曲回弹量并对回弹进行有效的校正措施,这样就可以大大减少修模、试模次数,从而降低了产品的生产成本,提高了生产效率。1在板料形成加工中，弹壳的生成和影响因素1.1弯曲回弹产生弯曲回弹引起弯曲回弹钣金件在凸模压力的作用下产生弯曲变形,同时随着产品的塑性变形和弹性变形,弯曲过程结束后,塑性变形保存下来,而弹性变形则发生回复,导致弯曲变形区外区因弹性回复而缩短,内区因弹性回复而伸长,产生了弯曲件的弯曲角度和弯曲半径与产品理论尺寸不一致的现象,这种现象就是弯曲回弹。1.2弹性应变量的影响影响产品弯曲回弹的因素很多,主要有板料的形状尺寸、冲压参数、材料参数、模具参数、润滑条件等因素,本文主要从工艺设计方面加以阐述。(1)材料的力学性能。根据材料力学中的拉伸曲线图,卸载时弹性应变量与材料的屈服极限成正比,与弹性模量成反比。(2)材料的相对弯曲半径R/t。板料厚度一定时,弯曲半径R越大,材料厚度t越小,则相对弯曲半径R/t越大,回弹越大。(3)工件的形状。一般而言,弯曲件越复杂,一次弯曲成形角的数量越多,由于弯曲时各部分相互牵制的作用力越大,回弹量就越小。一般Z字形折弯回弹量比U形件小,而U形件的回弹量又比V形件小。(4)工件的弯曲中心角度α。弯曲中心角α越大,则回弹也越大。(5)模具间隙。在弯曲U形件时,凸凹模间隙对弯曲件的回弹量有直接影响,间隙越小,回弹量就越小。2弯曲件回弹时的回弹由于材料的力学性能和厚度的不稳定,完全消除弯曲件的回弹是不可能的。基于以上回弹产生的原因和影响因素,下文将介绍在模具弯曲机构设计上的几种矫正措施,来减小或补偿回弹所造成的误差。2.1为了减少回波量，模型设计部门采取了各种措施2.1.1凸凹模折弯起弹可根据零件的结构关系设计,对于生产(1)对于厚材料,可把凸模做成局部凸起的形状,是凸模的作用力集中作用在回弹变形区,达到减小回弹的目的,如图1所示:(2)V形、L形件弯曲,可以在凸模或凹模工作零件上同时减小一个回弹角△α,致使产品折弯回弹后符合产品的尺寸要求,这种方法适用于材料较厚或弯曲半径较大的材料。也可以通过改善凸凹模的工作零件的形状来控制回弹量,使产品折弯尺寸符合规格要求。图2通过增加凹模凸筋,来减小产品的回弹量。(3)U形件弯曲,可通过修正凸凹模工作零件的尺寸和形状来控制回弹量如图3所示,修正凸模模仁,使凸模冲头两边各减小一个回弹角△α或者将凸模模仁和顶板做成弧形,这个地方的回弹量补偿了零件两侧壁的回弹量,零件弯曲回弹后恰好能够回复到需要的形状和尺寸。(4)Z字形折弯,由于Z字形弯曲的两个弯曲角回弹量不同,易造成平行部位不平行的现象。当折弯高度不大时,可通过修正凸凹模工作零件尺寸的方法控制回弹量,使凸凹模分别向外倾斜一回弹角度△α,一般取△α=3°～5°。当折弯高度大时,可采用多步折弯来减小产品弯曲的回弹量,如图4所示:2.2在模具结构上设置校正机构坯料折弯必然产生弯曲回弹,其回弹的量的大小与金属本身的性质有着很大的关系,在生产过程中,有时通过修改凸凹模工作零件尺寸和形状的方法并不能完全补偿产品的回弹量,因此为了减少修模次数,提高产品的生产效率和产品的精度,需在模具结构上设置校正机构,使折弯零件通过校正来达到理想的尺寸公差和形状公差。2.2.1基于lide块的slide冲子回弹此机构利用凸模可调冲子的斜面下行,推动凹模中的slide块,slide滑行撞击折弯处,通过调节凸模可调冲子的高度,有效地校正产品弯曲的回弹,如图5所示,此构通用性好,对于料厚的产品效果明显。2.2.2冲头的控制和回弹此机构利用凸模可调冲子的斜面下行,推动摆动冲头,通过调节凸模可调冲子的高度,从而调节冲头的摆动角度,有效的控制了产品的回弹。如图6所示,此机构适用于折弯短边薄料的产品。2.2.3折弯零件校正对于U行件弯曲,如图7所示可利用a中凸模可调冲头下行和凹模浮料块夹紧折弯零件,推动零件进入校正凹模模仁中,达到校正U形折弯回弹效果。亦可利用b中卸料板和凹模浮料块夹紧折弯零件,凸模可调冲头下行,使折弯产品进入凸模校正模仁中,达到校正的目的。此机构适用性强,效果明显。3结构设计中回弹的措施本文主要阐述了板料弯曲回弹机理以及分析了影响板料回弹的主要因素,并介绍了在冲压成形模具结构设计中几种校正回弹的措施。由于影响板料回弹的因素众