提高彎曲件精度的工藝措施

1、提高彎曲件精度的工藝措施錄入: 151zqh 來源: 日期: 2007-8-24,10:39 在實(shí)際生產(chǎn)中，彎曲件容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題很多，如回彈、彎裂、偏斜、扭曲以及尺寸超差等。影響彎曲件成形質(zhì)量的因素也很多，在制定彎曲工藝以及彎曲模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該綜合考慮。1. 拉裂彎曲過程中外層材料受拉，當(dāng)相對(duì)彎曲半徑小于最小相對(duì)彎曲半徑 值時(shí)，外層材料會(huì)開裂。彎裂除了與材料本身塑性好壞有關(guān)之外，還與彎曲毛坯兩側(cè)邊緣的加工狀態(tài)、彎曲線與軋制方向的角度關(guān)系等因素有關(guān)。2. 偏移偏移一般是由于零件或模具不對(duì)稱使工件兩邊受到的摩擦力不相等，引起毛坯在彎曲過程中在水平方向移動(dòng)造成的。3. 底部不平 

2、0;  壓彎時(shí)板料與凸模底部沒有靠緊，會(huì)出現(xiàn)彎曲后的底部不平現(xiàn)象。解決辦法是采用帶有壓料頂板的模具，在壓彎開始時(shí)頂板便對(duì)毛坯產(chǎn)生足夠的壓力。4. 表面擦傷表面擦傷指彎曲后在工件彎曲外表面產(chǎn)生的劃痕等。產(chǎn)生原因可能是由于有較硬的顆粒附在工作表面，或凹模圓角半徑太小，或凸模與凹模的間隙過小。5. 回彈(1)采用剛性好的工件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)  如圖323所示零件在彎曲區(qū)壓制加強(qiáng)肋，不僅可以提高工件的剛度，也有利于抑制彎曲回彈。(2)從模具設(shè)計(jì)上考慮減少?gòu)棌?fù)  在凸模上做出等于回彈角的斜度進(jìn)行補(bǔ)償，使制件回彈后恰好等于所要求的角度 回彈現(xiàn)象   &#

3、160; 常溫下的塑性彎曲和其它塑性變形一樣，在外力作用下產(chǎn)生的總變形由塑性變形和彈性變形兩部分組成。當(dāng)彎曲結(jié)束外力去除后，塑性變形留存下來，而彈性變形則完全消失，彎曲變形區(qū)外側(cè)因彈性恢復(fù)而縮短，內(nèi)側(cè)因彈性恢復(fù)而伸長(zhǎng)，產(chǎn)生了彎曲件的彎曲角度和彎曲半徑與模具相應(yīng)尺寸不一致的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象稱為彎曲回彈（簡(jiǎn)稱回彈）。     在彎曲加載過程中，板料變形區(qū)內(nèi)側(cè)與外側(cè)的應(yīng)力應(yīng)變性質(zhì)相反，卸載時(shí)內(nèi)側(cè)與外側(cè)的回彈變形性質(zhì)也相反，而回彈的方向都是反向于彎曲變形方向的。另外綜觀整個(gè)坯料，不變形區(qū)占的比例比變形區(qū)大得多，大面積不變形區(qū)的慣性影響會(huì)加大變形區(qū)的回彈，這是彎曲回彈比其它成

4、形工藝回彈嚴(yán)重的另一個(gè)原因。它們對(duì)彎曲件的形狀和尺寸變化影響十分顯著，使彎曲件的幾何精度受到損害。        圖 1 彎曲時(shí)的回彈                 彎曲件的回彈現(xiàn)象通常表現(xiàn)為兩種形式：一是彎曲半徑的改變，由回彈前彎曲半徑 r t 變?yōu)榛貜椇蟮?r 0 。二是彎曲角度的改變，由回彈前彎曲中心角度 t （ 凸 模的中心角度）變?yōu)榛貜椇蟮墓ぜ?shí)際中心角度 0  

5、  , 如圖 3-7 所示?；貜椫档拇_定主要考慮這兩個(gè)因素。若彎曲中心角 兩側(cè)有直邊，則應(yīng)同時(shí)保證兩側(cè)直邊之間的夾角 （ 稱作彎曲角 ） 的精度，參見圖 3-8 。彎曲角 與彎曲中心角度 之間的換算關(guān)系為： = 180 o ， 注意兩者之間呈反比關(guān)系 。圖2 彎曲角 與彎曲中心角度 影響回彈的主要因素 一 材料的力學(xué)性能     材料的屈服點(diǎn)S愈高，彈性模量 E 愈小，彎曲變形的回彈也愈大。因?yàn)椴牧系那c(diǎn)S愈高，材料在一定的變形程度下，其變形區(qū)斷面內(nèi)的應(yīng)力也愈大，因而引起更大的彈性變形，所以回彈值也大。而彈性模量 E 愈大，則抵抗彈性變形的能力愈強(qiáng)，所

6、以回彈值愈小 。 二 相對(duì)彎曲半徑 r / t     相對(duì)彎曲半徑 r / t 愈小，則回彈值愈小 。因?yàn)橄鄬?duì)彎曲半徑 r / t 愈小，變形程度愈大，變形區(qū)總的切向變形程度增大，塑性變形在總變形中占的比例增大，而相應(yīng)彈性變形的比例則減少，從而回彈值減少 。反之，相對(duì)彎曲半徑 r / t 愈大，則回彈值愈大 。這就是曲率半徑很大的工件不易彎曲成形的原因。 三 彎曲中心角   彎曲中心角愈大，表示變形區(qū)的長(zhǎng)度愈大，回彈累積值愈大，故回彈角愈大，但對(duì)曲率半徑的回彈沒有影響。 四 模具間隙     彎曲模具的間隙愈大，回彈也愈大

7、。所以板料厚度允差愈大， 回彈值愈不穩(wěn)定 。 五 彎曲件形狀    U 形件的 回彈由于兩邊互受牽制而小于 V 形件 。形狀復(fù)雜的彎曲件一次彎成時(shí)，由于各部分相互牽制以及彎曲件表面與模具表面之間的摩擦影響，改變了彎曲件各部分的應(yīng)力狀態(tài)（一般可以增大彎曲變形區(qū)的拉應(yīng)力），使回彈困難，因而回彈角減小。 六 彎曲方式     彎曲力的大小不同使得 回彈值亦有所不同 。校正彎曲時(shí)，校正力愈大，回彈愈小，因?yàn)樾Ｕ龔澢鷷r(shí)校正力 比自由 彎曲時(shí)的彎曲力大得多，使變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)與自由彎曲時(shí)有所不同。極大的校正彎曲力迫使變形區(qū)內(nèi)側(cè)產(chǎn)生了切向拉應(yīng)變，與外側(cè)切

8、向應(yīng)變相同，因此內(nèi)外側(cè)纖維都被拉長(zhǎng)。     卸載后，變形區(qū)內(nèi)外側(cè)都因 彈性恢復(fù)而縮短，內(nèi)側(cè)回彈方向與外側(cè)相反，內(nèi)外兩側(cè)的回彈趨勢(shì)相互抵消，產(chǎn)生了減小回彈的效果。例如V形件校正彎曲時(shí)，相對(duì)彎曲半徑r / t < 0.2 0.3，則角度回彈量可能為零或負(fù)值。  減少回彈值的措施 一 從選用材料上采取措施     在滿足彎曲件使用要求的條件下，盡可能選用彈性模數(shù) E 大、屈服極限s 小，機(jī)械性能比較穩(wěn)定的材料，以減少?gòu)澢鷷r(shí)的回彈。 二 改進(jìn)彎曲件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)     在彎曲 件設(shè)計(jì) 上改進(jìn)某些結(jié)

9、構(gòu)，加強(qiáng)彎曲件的剛度以減小回彈。例如在工件的彎曲變形區(qū)上壓制加強(qiáng)筋，見圖 3 （ a ）、3 （ b ），或利用成形折邊見圖 3 （ c ）。      圖 3 改進(jìn)彎曲件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 三 從工藝上采取措施 1.  采用熱處理工藝 對(duì)一些硬材料和已經(jīng)冷作硬化的材料，彎曲前先進(jìn)行退火處理，降低其硬度以減少?gòu)澢鷷r(shí)的回彈，待彎曲后再淬硬 。在條件允許的情況下，甚至可使用加熱彎曲。 2.  增加校正工序         運(yùn)用校正彎曲工序，對(duì)彎曲件施加較大的校正壓力，可以改變其

10、變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，以減少回彈量。通常，當(dāng)彎曲變形區(qū)材料的校正壓縮量為板厚的2%5% 時(shí)，就可以得到較好的效果。 3. 采用拉彎工藝        對(duì)于相對(duì)彎曲半徑很大的彎曲件，由于變形區(qū)大部分處于彈性變形狀態(tài)，彎曲回彈量很大。這時(shí)可以 采用拉彎工藝 ，如圖 4所示。 圖4 拉彎工藝示意圖    工件在彎曲變形的過程中受到了切向（縱向）拉伸力的作用。施加的 拉伸力應(yīng)使 變形區(qū)內(nèi)的合成應(yīng)力大于材料的屈服極限，中性層內(nèi)側(cè)壓應(yīng)變轉(zhuǎn)化為拉應(yīng)變，從而材料的整個(gè)橫斷面都處于塑性拉伸變形的范圍（變形區(qū)內(nèi)、外側(cè)都處于拉應(yīng)變范圍）

11、。卸載后內(nèi)外兩側(cè)的回彈趨勢(shì)相互抵消，因此可大大減少?gòu)澢幕貜?。大曲率半徑彎曲件?拉彎可以在拉彎 機(jī)上進(jìn)行。 拉彎時(shí) ，彎曲變形與拉伸的先后次序?qū)貜椓坑幸欢ㄓ绊憽?先彎后拉比先 拉后彎好。但 先彎后 拉的不足之處是已彎坯料與模具摩擦加大，拉力難以有效地傳遞到各部分，因此實(shí)際生產(chǎn)中采用拉 + 彎 + 拉的復(fù)合工藝方法。      一般小型 彎曲件可采用在毛坯直邊部分加壓邊力限制非變形區(qū)材料的流動(dòng)（見圖 5 ）；或者減小凸 、凹模間隙使變形區(qū)的材料作變薄擠壓拉伸的方法 （ 見圖6 ） ，以增加變形區(qū)的拉應(yīng)變。 圖 5 壓邊 力拉彎示意圖  &#

12、160;                 圖6 小 間隙拉彎示意圖 四 從模具結(jié)構(gòu)上采取措施 一 補(bǔ)償法        利用彎曲 件不同部位回彈方向相反的特點(diǎn)，按預(yù)先估算或試驗(yàn)所得的回彈量，修正凸模和凹模工作部分的尺寸和幾何形狀，以相反方向的回彈來補(bǔ)償工件的回彈量。如圖 7 所示，其中 a ） 為單角彎曲時(shí)，根據(jù)工件可能產(chǎn)生的回彈量，將 回彈角做在 凹模上，使凹模的工作部分具有一定斜度。

13、 b ） 、 c ） 亦為單角彎曲時(shí)的 凸 、凹模補(bǔ)償形式。    圖 7 用補(bǔ)償法修正模具結(jié)構(gòu)      雙角彎曲時(shí)，可以將彎曲凸模 兩側(cè)修去回彈角，并保持彎曲模的單面間隙等于最小料厚，促使工件貼住 凸 模，開模后工件兩側(cè)回彈至垂直?；蛘邔⒛＞叩撞孔龀蓤A弧形，利用開模后底部向下的回彈作用來補(bǔ)償工件兩側(cè)向外的回彈。 二  校正法      當(dāng)材料厚度在 0.8mm 以上，塑性比較好，而且彎曲圓角半徑不大時(shí)，可以改變 凸模結(jié)構(gòu) ，使校正力集中在彎曲變形區(qū)，加大變形區(qū)應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的改變程度（迫使材料

14、內(nèi)外側(cè)同為切向壓應(yīng)力、切向拉應(yīng)變 ）。 從而使內(nèi)外側(cè)回彈趨勢(shì)相互抵消。     圖8 a   所示為單角校正彎曲 凸 模的修正尺寸形狀。圖 8 b   所示為雙角校正彎曲 凸 模的修正尺寸形狀。 圖8 用校正法修正模具結(jié)構(gòu) （三）縱向加壓法       在彎曲過程完成后，利用模具的 突肩在 彎曲件的端部縱向加壓（如圖 9所示）, 使彎曲變形區(qū)橫斷面上都受到壓應(yīng)力，卸載時(shí)工件內(nèi)外側(cè)的回彈趨勢(shì)相反，使回彈大為降低。利用這種方法可獲得較精確 的彎邊尺寸 ，但對(duì)毛坯精度要求較高。其中，圖 a 為單角彎曲；圖 b 為雙角彎曲；圖 c 為 Z 形彎曲的縱向加壓示意圖。       圖 9   縱向加壓彎曲 （四）采用     利用聚氨酯凹模代替剛性金屬凹模進(jìn)行彎曲（見圖