彎曲回彈及其控制
[摘要] 本文分析了彎曲回彈的影響因素,且著重介紹了控制彎曲回彈的具體措施。
正如起皺影響拉深件質量一樣,回彈則主要影響彎曲件質量,故彎曲回彈及其控制是模具工作者一直所關心的問題??梢哉f任何板科塑性變形,卸載后都不可避免地要產生回彈,只不過彎曲表現得更為突出一些。究其原因是還可以有這么幾點:其一是彎曲變形時內、外層應力性質相反,卸載后彈復方向一致,故而彎曲件形狀、尺寸變化大;其二是彎曲加工不像拉深、翻邊等工序那樣為封閉形沖壓,而呈非封閉狀態,故而相互牽拉少,易于造成大的彈復;其三是彎曲加工中變形區小,不變形區大,大面積的不變形區對小面積變形區的牽連影響,使得小面積的變形區很難達到純塑性彎曲狀態。
現有理論認為即使材料在加工中內外纖維全部進入塑性狀態,彈性變形消失了,也會出現回彈現象。
a 彈性彎曲 b彈塑性彎曲 c純塑性彎曲
彎曲過程中毛壞變形區內切向應力分布情況。圖la為彎曲初始階段相對彎曲半徑r/t較大,板料內部僅發生彈性彎曲;隨著彎曲力加大、r/t值小、彎曲變形程度逐步增大,表層的切向應力達到屈服點,進而向板料中心擴展,則板料內部處于彈塑性變形狀態;當r/t值繼續減少到一定程度時,板料內、外層和中心的切向應力全部超過屈服點進入全塑性狀態。塑性彎曲時總是伴有彈性變形的現象。2a所示為純塑性彎曲應力狀態,2b為其卸載應力,2c為卸載后彎曲件在自由狀態下的斷面內殘余應力;3為彈一塑性彎曲卸載過程中毛壞斷面內切向應力變化情況。3a為卸載時應力,3c為卸載后彎曲件在自由狀態下的斷面內殘余應力。由此可見,塑性彎曲卸載后彈復是不可避免的。
毛坯斷面切向應力變化
由上所述可見干坯料回彈是客觀存在的,無法改變的,只有因勢利導,掌握好材料的回彈規律,盡可能準確地計稱好回彈值的大小,才能有效地減少和控制好坯料的彎曲回彈。此乃是研究回彈、制訂彎曲工藝、設計模具所要考慮的主要問題。
1 彎曲回彈的影響因素
回彈包括角度回彈及曲率回彈兩個方面,此是彎曲變形區與不變形區兩部分回彈綜合效應的結果。影響回彈的因素很多,主要有:①壞料的機械性能σs、Eoσs愈高、E值愈小,彎曲回彈愈大;②變形程度r/t。在其相同的條件下,角度回彈量隨r/t值增大而增大;曲率回彈量則隨r/t值增大而減少;③彎曲中心角αo彎曲中心角α大,回彈角大;④模具間隙Z。凸、凹模間隙大,回彈量大;⑤彎曲方式。自由彎曲回彈量大,較正彎曲回彈量小,全形鐓校彎曲回彈量最小;⑥工件形狀及材料組織狀態。形狀復雜,相互牽扯多回彈量小,冷作硬化后回彈量大;⑦模具結構及壓邊力大小。壓邊力大,工件彎后回彈量小。