板料弯曲中弯裂、回弹、偏移的质量分析

【摘 要】如何减小弯曲件的弯裂、回弹、偏移，以控制弯曲件精度和提高弯曲件的质量，一直是弯曲件生产中需要解决的关键问题，本文着重分析了板料弯曲加工中工件发生弯裂、回弹、偏移的原因，阐述了影响板料弯曲的弯裂、回弹、偏移的因素及常用减小弯裂、回弹、偏移的方法。

【关键词】板料；回弹；弯裂；偏移

一、前言

在板料弯曲过程中容易出现的质量问题主要有：弯裂、回弹、偏移这三种情况，所以在板料冲压弯曲加工的过程当中，如何控制好弯裂、回弹、偏移这三种影响零件精度的现象，是提高零件品质的重要因素，并为降低废品率提高生产效率奠定基础和保障。

二、弯裂和最小弯曲半径的分析

在零件弯曲过程当中弯曲件的外层纤维受拉时变形最大，所以最容易断裂而造成废品。外层纤维纤维拉伸变形的大小，主要决定于弯曲件的弯曲半径即凸模的圆角半径。弯曲半径越小，则外层纤维拉的越长，为了防止弯裂件的断裂，必须限制弯曲半径，使之大于导致材料开裂之前的临界弯曲半径——最小弯曲半径。

影响最小弯曲半径的因素主要有以下几方面：

1、材料的机械性能；塑性好的材料，外层纤维允许变形程度就大，许可的最小弯曲半径就越小，塑性不好的材料，最小弯曲半径就要相应大些。

2、材料的热处理状态：由于冲裁后零件有加工硬化现象，若未经退火就进行弯曲，则最小弯曲半径就应大些，若经过退火后进行弯曲，则最小弯曲半径就可以小些。

3、制件弯曲角的大小：弯曲角如果大于90°，对最小弯曲半径影响不大，弯曲角的大小如果小于90°时，则由于外层纤维拉伸加剧，最小弯曲半径就应该大一些。

4、弯曲线方向：钢板材料经辗压以后得到纤维组织，由于纤维方向性而导致材料机械性能的异向性。因此，当弯曲线与材料的辗压纤维方向垂直时，材料具有较大的拉伸强度，外缘纤维不易破裂，可具有较小的最小弯曲半径，当弯曲线与材料的辗压纤维方向平行时，则由于拉伸强度较差而容易断裂，最小弯曲半径就不能太小。在双向弯曲时应该使弯曲线与材料纤维呈一定的夹角。

5、板料表面和冲裁表面的质量：板料表面不得有缺陷，否则弯曲时容易断裂。在冲菜或剪切后，剪切表面常不光洁，有毛刺，形成应力集中，降低了塑性，使允许的最小弯曲半径增大，因此不宜采用最小弯曲半径为零件的圆角半径，而应尽可能大些。当必须弯曲小圆角半径时，就应先去掉毛刺。在一般情况下，可把有毛刺的一边放于弯曲内侧，以防止产生裂纹。

当弯曲件的弯曲半径小于最小弯曲半径时，应分两次或多次弯曲。即先弯成具有较大圆角半径的弯角，而再弯成所要求的弯曲半径。这样使变形区域扩大，以减小外缘纤维的拉伸率，如果材料塑性较差或弯曲过程中硬化情况严重，则可预先进行退火，对于比较脆的材料及厚料，可以进行加热弯曲。在设计弯曲零件时，在一般情况下，应使零件的弯曲半径大于其最小弯曲半径。

三、回弹现象与减小回弹的措施分析

材料的弯曲变形由弹性变形过渡到塑性变形，在塑性变形中不可避免的有弹性变形的存在，致使材料弯曲后，零件的弯曲角度和弯曲半径发生变化而与模具尺寸不一致而产生回弹。回弹角度越大，零件的角度变化越大。这就直接影响了零件的尺寸精度，所以必须了解影响回弹的因素，掌握控制回弹的方法，从而保证弯曲零件的质量。在生产实践往往根据经验数值和简单的计算来初步确定回弹角大小。

影响回弹的因素：

1、与材料的机械性能有关：回弹与材料的屈服极限点σs成正比；与弹性模数E成反比。

2、与材料的相对弯曲半径R/t有关：在条件相同的情况下回弹角随着R/t值的增大而增大

3、与弯曲零件的形状有关：弯曲U形零件时比弯曲V形零件的回弹角小。

4、与模具间隙有关：在弯曲U形零件时，模具的间隙对回弹角有较大的影响，间隙越大，回弹角也就越大。

5、与校正程度有关：在弯曲终了时进行校正，可增加圆角处的塑性变形程度，从而可以达到减小回弹的目的，校正程度决定于校正力大小，校正力大小是靠调整冲床滑块位置来实现的，随着校正程度的不同，减小回弹角的程度也不一样，校正程度越大，回弹角越小。

减小回弹的措施

由于弹性变形的存在，要想完全消除回弹是不可能的，在所有冲压工艺中都存在着回弹现象，尤其以弯曲工艺表现特别明显。在生产中常用如下一些措施来减小回弹。

1、从模具设计上考虑减小回弹

在单角弯曲中，将凸模角度减去一个回弹角；在双角弯曲中将凸模壁作出等于回弹角的倾斜度，使零件回弹后恰好等于所需的角度。

在双角弯曲中还可以将凸模和顶板作成弧形曲面，借以造成零件底部的局部弯曲，当零件自弯曲模中取出后，由于曲面部分伸直，从而补偿了零件二侧壁的回弹。

2、采用校正弯曲

校正弯曲也叫有挡底的弯曲，在弯曲终了时进行校正，以增加圆角处的塑性变形程度。为了在零件弯角处得到校正，将凸模与工件的接触面积减小来加大弯曲部位的单位压力。

3、缩小凸模与凹模的间隙。

4、采用拉弯工艺。

5、在必要和许可的情况下，可进行加热弯曲。

6、改进零件的结构设计，在零件的转角处压出加强筋，不仅提高零件的刚度，也有利于抑制回弹。

四、偏移与克服偏移的方法分析

在弯曲过程中，毛料沿凹模圆角滑移时，会受到摩擦阻力，由于毛料各边所受的摩擦力不等，在实际弯曲时可能使毛料有向左或者向右偏移，从而会造成零件边长不合格。

解决毛料在弯曲过程中的偏移常采用压料装置。工作时毛料的一部分被压紧，不能移动，另一部分则逐渐弯曲成形。使用压料装置的结果，不仅可以得到准确的零件尺寸，而且零件的边缘与底部均能保持十分平整的状态。防止偏移的另一种方法是利用毛料上的孔或者工艺孔。在模具上装有定位销，工作时定位销插入毛料的孔内，使毛料无法移动。

五、结束语

实践经验表明，在板料弯曲过程中如何合理的控制好弯裂、回弹、偏移这三种现象，对提高生产率，提高零件质量打有裨益。

参考文献

[1]郝滨海.冲压模具简明设计手册.化学工业出版社.

[2]冯炳尧，韩泰容，殷振海，蒋文森.模具设计与制造简明手册.上海科技出版社