《冲压工艺与模具设计》课件第5章.ppt

5.5.2回弹量的确定

由于回弹直接影响了弯曲件的形状误差和尺寸公差，因此在模具设计和制造时，必须预先考虑材料的回弹值，修正模具相应工作部分的形状和尺寸。

回弹量的确定方法有经验公式计算法和经验数表法两种。1.经验公式计算法

1)小变形自由弯曲(r/t≥10)时

此时，弯曲半径及弯曲角均有较大变化。可用下列公式计算回弹补偿时弯曲凸模的圆角半径及角度。或(5-22)(5-23)式中：rp为弯曲凸模工作部分圆角半径，mm；r为弯曲件的弯曲半径，mm；φp为弯曲凸模圆角部分弯曲角；φ为弯曲件圆角部分的弯曲角；αp为弯曲凸模圆角部分的中心角；α为弯曲件圆角部分的中心角；σs为弯曲件材料的屈服强度，MPa；E为弯曲件材料的弹性模量，MPa；t为弯曲材料的厚度，mm。棒料弯曲时，其凸模工作部分圆角半径可按下式计算：

(5-24)

式中：d为棒料直径，mm。2)大变形自由弯曲(r/t5)时

此时，弯曲半径的变化较小，可以忽略不计，只考虑弯曲角回弹：

??V形件：

(5-25)

??U形件：

(5-26)

式中：l及l1为弯曲力臂，mm(如图5.30所示)；?为中性层系数，其值可查表5-2。图5.30弯曲力臂示意图单角自由弯曲90°时的平均回弹角Δφ90可以直接查表

5-5。当弯曲角φ不为90°?时，其回弹角可用下式计算：

或(5-27)

式中：Δφ为φ的回弹角，°；Δφ90为90°的回弹角(见表5-5)；φ为工件的弯曲角，°；Δα为α的回弹角，°；Δα90为90°的回弹角，°；α为工件的弯曲中心角，°。2.经验数表法

影响回弹角的因素很多，要在理论上准确计算回弹角是十分困难的，通常在模具设计时先按经验数据(图或表格)来选用，如图5.31所示，经试冲后再对模具工作部分加以修正。图5.31弯曲回弹角5.5.3影响回弹量的因素

(1)材料的机械性能：材料的屈服点σs越大，硬化指数n越大，弹性模量E越小，则回弹角??越大，如图5.32所示。

①当E和n一定时，屈服点σs大的材料(σs2σs1)产生的弹性变形较大，故产生的回弹也较大，即εe2εe1，如图5.32(a)所示。②当σs和n一定时，与弹性模量E大(E2E1)的材料相比，弹性模量E小的材料受力变形后，弹性变形占总变形的比重较大，当外力撤销后，其回弹量较大，即εe2εe1，如图5.32(b)所示；

③当σs和E一定时，硬化指数n越大，材料屈服后应力上升越快(n2n1)，由于材料加工硬化后塑性下降，外力使之变

形时，弹性变形严重，故外力消失后，回弹也较严重，即εe2εe1，如图5.32(c)所示。图5.32材料性能对回弹的影响(2)相对弯曲半径r/t：r/t反映了材料的切向应变力的大小，r/t大则变形程度小，板坯中性层的纯弹性变形区以及塑性变形区的总变形中的弹性变形比重增大，回弹角就大。

(3)弯曲中心角α：α越大，变形区的弧形长度越长，回弹积累值也越大，故回弹角越大。

(4)弯曲方式：在无底凹模内作自由弯曲时，回弹量最大；在有底凹模内作校正弯曲时，回弹量较小，如图5.33所示。校正弯曲力大则回弹值小，过大时甚至会出现负回弹。图5.33两种典型弯曲模具(5)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，回弹量就越小，如U形件的回弹量一般小于V形件的回弹量。

(6)其他因素：

①弯曲模具间隙愈大，回弹角也就越大。

②板坯厚度公差愈大，回弹值愈不稳定。

③板坯与模具表面的摩擦在大多数情况下，可以增大变形区的拉应力，减小回弹值。5.5.4减小回弹量的措施

(1)从选用材料上采取措施。选用屈服点σs小，硬化指数n小，弹性模量E大的材料可以减小回弹量，如图5.32所示。

(2)从工艺上采取措施。

①采用热处理工艺：对一些硬材料和已经冷作硬化的材料，弯曲前先进行退火处理，降低其硬度以减少弯曲时的回弹，待弯曲后再淬硬。在条件允许的情况下，甚至可使用加热弯曲。②增加校正工序：运用校正弯曲工序，对弯曲件施加较大的校正力，可以改变其变形区的应力应变状态，以减少回弹量。通常，当弯曲变形区材料的校正压缩量为板厚