型材拉弯的力学与回弹分析

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板料弯曲中弯裂、回弹、偏移的质量分析

板料弯曲中弯裂、回弹、偏移的质量分析

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。

弯曲回弹计算公式探讨

弯曲回弹计算公式探讨

弯曲回弹计算公式探讨
1弯曲回弹计算公式
弯曲回弹属于结构力学中一类常见的力学问题,是指在弯曲加载下,杆件经过一个形变后,杆件去除外力后,会出现反弹的现象,必须对反弹量进行计算才能够预测杆件在外力消除之后的变形量和安全性。

传统的弯曲回弹计算公式为:
冲量=f×l/E
其中,f为弯矩,l为杆件的总长,E为材料的弹性模量。

2弯曲复合回弹计算公式
传统的弯曲回弹计算公式只能求出弯曲的最大反弹量,然而现实中实际的杆件以及模型杆件都不可能是完全弯曲的,所以传统的公式在实际应用中并不能反映出杆件真实的状态,而弯曲复合回弹计算公式就是为了解决这一问题而提出的,其计算公式为:
冲量=f×l/E−f×l×D/(2EI)
其中,D为杆件的重心距离,I为杆件的抗弯抗弯矩系数。

3计算步骤
1.计算杆件的弹性模量E
2.计算杆件的弯矩f、总长l以及抗弯抗弯矩系数I
3.计算杆件的重心距离D
4.计算弯曲回弹或者弯曲复合回弹的冲量
4使用场景
弯曲回弹计算公式最主要的应用是结构力学中,比如当结构分析杆件载入转移矩现象时,必须进行弯曲复合回弹计算来确定结构安全性,这样才能够准确估算结构的变形量。

另外,弯曲回弹的计算公式在机械、机电、气动等行业中也有着广泛的应用。

铝合金成型回弹处理方法

铝合金成型回弹处理方法

铝合金成型回弹处理方法铝合金是一种常见的金属材料,具有轻质、强度高、耐腐蚀等优点,广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等领域。

在制造铝合金零件时,成型的回弹是一个常见的问题。

为了解决这一问题,需要采取一定的处理方法,本文将对铝合金成型回弹问题进行探讨,并介绍相应的处理方法。

一、铝合金成型回弹问题的成因分析1.1材料本身性质铝合金具有一定的塑性,但在成型过程中由于受到应力的影响,会出现一定程度的回弹。

这是由于材料本身的弹性导致的。

1.2工艺参数在铝合金成型的过程中,温度、压力、速度等工艺参数的选择都会对成型回弹产生影响。

如果工艺参数选择不当,就会导致成型回弹问题的出现。

1.3模具设计模具在铝合金成型中起着至关重要的作用,模具的设计是否合理、结构是否稳定等都会影响到成型回弹问题。

综上所述,铝合金成型回弹问题的成因是多方面的,需要综合分析才能找到合适的处理方法。

二、铝合金成型回弹处理方法2.1加热处理对于铝合金成型后的零件进行加热处理,可以有效地减小回弹。

加热可以使材料达到一定的塑性,使其变形固定,降低回弹的程度。

2.2应力退火应力退火是一种消除材料内部应力的方法,对于成型后的铝合金零件同样适用。

通过加热和保温的方式,使材料内部的应力得到释放,从而降低回弹。

2.3模具调整对模具进行调整是另一种处理铝合金成型回弹问题的方法。

通过优化模具设计、调整模具结构等方式来减小成型回弹的发生。

2.4工艺优化对于工艺参数进行优化是解决成型回弹问题的关键。

通过合理选择温度、压力、速度等工艺参数,可以有效降低回弹的发生。

2.5冷却处理在成型后对铝合金零件进行冷却处理,也是一种减小回弹的有效方法。

冷却可以使零件的形状固定,避免回弹问题的出现。

2.6热冲压热冲压是一种结合了加热和成型的方法,可以在保证零件形状的同时减小回弹的发生。

以上是针对铝合金成型回弹问题的几种处理方法,可以根据具体情况选择合适的方法来解决问题。

三、铝合金成型回弹处理方法的应用实例3.1某汽车零部件制造厂采用加热处理的方式来解决铝合金成型回弹问题。

弯曲回弹、弯曲力与弯曲工艺

弯曲回弹、弯曲力与弯曲工艺
s
则有利于弯曲成形和工件质量的提高。 脆较大的材料, rmin 则最小相对弯曲半径大, / t 回弹大,不利于成形。
三、弯曲件的结构
1.弯曲半径ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ弯曲件的弯曲半径不宜小于最小弯曲半径,否则,要多次弯曲, 增加工序数; 也不宜过大,因为过大时,受到回弹的影响,弯曲角度与弯曲 半径的精度都不易保证。 2.弯曲件的形状 一般要求弯曲件形状对称,弯曲半径左右一致,则弯曲时坯料 受力平衡而无滑动。
对于有压料的自由弯曲 对于校正弯曲
F压机 ≥ (1.2 ~ 1.3) F自 + FY) (
F压机 ≥ (1.2 ~ 1.3) F校
五、弯曲件的工艺性
一、弯曲件的精度 一般弯曲件的经济公差等级在IT13级以下 级以下,角度公差大于15´。 级以下 二、弯曲件的材料 具有足够的塑性,屈强比( σ s / σb )小 ) 屈服点与弹性模量的比值( σ / E )小
2.校正弯曲时的弯曲力
F校 = Ap
式中:
F校
——校正弯曲应力;
A——校正部分投影面积; P——单位面积校正力,其值见表3-4。
三、顶件力或压料力
若弯曲模设有顶件装置或压料装置,其顶件力 FD (或压料力
FY
)可近似取自由弯曲力的30%~80%。即
FD = (0.3 ~ 0.8) F自
四、压力机公称压力的确定
当t<2mm时,
l ≥t
l ≥ 2t
当t≥2mm时
6.尺寸标注 尺寸标注对弯曲件的工艺性有很大的影响。
坯料端部加压弯曲
用橡胶或聚氨酯代替刚性金属凹模能减小回弹。
软凹模弯曲
四、 弯曲力的计算
1、自由弯曲时的弯曲力
V形件弯曲力

板材与型材弯曲回弹控制原理与方法

板材与型材弯曲回弹控制原理与方法

板材与型材弯曲回弹控制原理与方法
在机械制造和建筑行业中,板材与型材的弯曲加工是非常常见的操作。

而在弯曲完成后,材料往往会出现一定的回弹现象,导致加工精度受到影响。

因此,如何控制弯曲回弹,提高加工精度成为了重要的问题。

一、弯曲回弹原理
当一段材料被弯曲后,由于材料内部的分子结构发生了变化,使得材料内部存在的应力分布也发生了改变。

在材料恢复到原始状态之前,这些应力将继续作用于材料,导致弯曲回弹现象的发生。

二、弯曲回弹控制方法
1. 选择合适的弯曲工艺
选择合适的弯曲工艺是减少弯曲回弹的关键。

常用的弯曲工艺包括冷弯、热弯和滚弯等。

冷弯工艺的回弹最大,而热弯和滚弯工艺则可以减少回弹。

2. 适当增加弯曲角度
在弯曲时,适当增加弯曲角度可有效减少回弹。

但是过分增加弯曲角度会导致破坏材料。

3. 采用预压弯曲方法
预压弯曲方法是指在正式弯曲前先对材料进行一定的预压弯曲,以减小材料内部应力分布的差异,从而减少回弹。

但是预压弯曲方法要求对材料和弯曲机具有更高的要求。

4. 加工后热处理
通过加工后热处理,可以改变材料内部的分子结构,从而减少回弹。

但是加工后热处理时间和温度的控制需要非常精准。

三、结论
以上是板材与型材弯曲回弹控制原理与方法的介绍。

在实际生产中,需要综合考虑材料的性质、弯曲工艺的选择、弯曲角度的控制、预压弯曲和加工后热处理等因素,以减少回弹现象,提高加工精度。

型材拉弯成形及回弹分析

型材拉弯成形及回弹分析

This work in the dissertation may provide a rational and useful method for
improving the quality of stretch bending forming of extrusions and a useful tool for
两华大学硕十学位论文
数。该方法可通过拉弯件轮廓曲线上布点的密度来控制模具轮廓曲线上曲率分 段的多少和误差大小。本文还通过有限元分析方法计算了拉弯型材的回弹量, 用于评估拉弯模轮廓面的回弹修正量,以及拉弯件的校形余量的减少情况。本 .文的工作为提高汽车和飞机拉弯件的质量和促进工装的数字化设计提供了一合 理有效的方法。
两华大学硕十学位论文
assumptions.In bending stages friction unit model and stress·strain analysis and bending moment was detailed.The analysis of stretch bending spring-back was introduced and the formula for calculating sheet and extrusions spring—back radius
★能成形空间结构复杂的型材零件 ★能成形屈强比大的型材弯曲零件 ★具有不同工艺方法相结合的综合成形特点 ★弯曲精度高,回弹小 因此型材拉弯在飞机、汽车型材弯曲件的生产中得到了非常广泛的应用。 在飞机生产中,飞机框肋上的缘条、机身前后段、发动机短仓的长桁等尺 寸大的型材弯曲件是组成飞机骨架的关键零件,并直接影响到飞机的气动力外 形,形状精度要求很高。’在汽车生产中,拉弯主要用于加工车身结构和保险杠 的中空铝型材弯曲件,在保持与钢铁制件同样的抗冲击强度条件下,能减轻车 体重量,降低使用成本。拉弯工艺可实现铝型材的高精度弯曲,但由于拉弯成 形中可能会出现壁厚减薄破裂、起皱、截面畸变等成形缺陷,而这些成形缺陷 与型材的材料性能、截面形状及工艺参数这些因素密切相关,非常复杂。 目前拉弯成形性的研究迫切需要解决以下两个关键技术问题【l】:1.合理确 定拉弯成形过程中的工艺参数;2.准确预测拉弯零件的回弹量。实际生产中拉 弯模修正量及工艺参数的确定主要以实际经验或通过试错法来解决,即根据经 验反复调整修模量,改变主拉力、补拉力等工艺参数。有时还需要多次预拉弯 及热处理,最终成形后还要进行人工校形。这种方法成本高,时间长,形状精 度难以保证。随着产品加工精度要求的日益提高,近/净成形的要求逐步增加, 数字化设计制造也对拉弯成形工艺提出了新的要求,传统的拉弯成形工艺已不 能满足现代生产的需要。随着科技的进步,技术的不断的革新,特别是CAD/CAE 技术的不断发展,大型的CAD通用软件为拉弯模具的设计提供了强大的技术支 持。在CAD软件环境下,可以得到零件的一些有效的几何信息,例如通过几何分 析功能,可以得到整条曲线的曲率分布及其大小,可以检查曲面的质量。为模

铝合金成型回弹处理方法

铝合金成型回弹处理方法

铝合金成型回弹处理方法一、回弹的原因1.材料的弹性:铝合金在加工成型过程中会受到挤压、拉伸等力的作用,导致材料分子间的排列发生变化,产生应力,从而使成型后的铝合金件发生形状变化。

2.模具设计不合理:模具设计不合理、气孔、毛刺等因素会导致铝合金成型件在取出后发生形状变化。

3.成型温度过高:成型温度过高会引起铝合金的晶粒长大,从而增加其弹性,导致成型件发生回弹。

4.成型速度过快:成型速度过快会导致铝合金在挤压过程中受到较大的应力,从而增加其弹性,导致成型件发生回弹。

二、铝合金成型回弹处理方法1.调整工艺参数:在铝合金成型过程中,可以通过调整挤压温度、挤压速度、材料温度等工艺参数来减小回弹现象。

一般情况下,降低挤压温度、降低挤压速度、提高材料温度可以减小回弹现象。

2.改进模具设计:合理设计模具结构,避免气孔、毛刺、过大的毛胚等因素,可以减小铝合金成型件的回弹。

3.热处理:针对回弹现象严重的铝合金成型件,可以进行热处理,将其加热至一定温度,然后快速冷却,以改变其晶粒结构,降低材料的弹性,从而减小回弹现象。

4.应力消除:在铝合金成型后,可以对成型件进行局部或整体的退火处理,使其材料内部的应力得到释放,减小回弹现象。

5.改变金属组织:通过调节成型后的冷却速度,在适当的条件下实现晶粒再结晶,从而改变铝合金成型件的内部金属组织,减小回弹现象。

6.控制成型变形量:在进行铝合金成型时,应尽量控制成型变形量,减小成型后的回弹现象。

7.模具维护:及时对模具进行清洁、润滑、维护,保证模具表面的平整度和光滑度,减小回弹发生的可能。

8.实时监控:在铝合金成型过程中,可以通过实时监控设备对成型件的形状、尺寸等数据进行监测,一旦发现回弹现象,及时调整工艺参数,减小回弹发生的可能性。

通过以上方法,可以有效减小铝合金成型件的回弹现象,保证成型件的质量和性能。

在实际生产操作中,需要结合具体的工艺要求和实际情况,选择适合的处理方法,以确保铝合金成型件达到设计要求。

弯曲回弹原因

弯曲回弹原因

1.弯曲回弹原因、影响因素及影响规律。

为什么弯曲回弹回弹量最大?
(1)由于弯曲变形区内的总变形包含了弹性变形和塑性变形,当弯曲件从模具中取出后,弹性变形部分发生回复造成的。

(2)【1】材料力学性能,回弹量大小与屈服极限和硬化指数成正比,与弹性模量成反比【2】相对弯曲半径,相对越大,表弯曲变形程度越小,内部弹性变形量所占比例越大,回弹越大【3】弯曲中心角,越大,回弹越大【4】弯曲方式,校正弯曲的回弹量比自由弯曲大为减少【5】弯曲件形状,越复杂,回弹量越小(3)由于弯曲时内外区切向应力方向不一致,因此弹性回复方向相反,即外区弹性缩短而内区弹性伸长,结果内外区回弹加剧。

2.减小弯曲回弹的主要措施
(1)改进弯曲件的设计,合理选材(2)采用适当弯曲工艺,改变变形区应力应变状态(3)合理设计弯曲模
3.冲裁工艺方案确定的方法和步骤
(1)分析冲裁件的工艺性,指出该冲裁件在工艺上的缺陷及解决办法(2)列出冲裁件所需的基本冲压工序(3)在工艺允许的条件下列出几种可能的工艺方案(4)从冲裁件的形状尺寸精度批量模具结构等方面进行分析比较,选择最佳工艺方案。

4.影响最小弯曲半径的主要因素及影响规律。

2024-W铝合金型材不同预拉伸力对拉弯回弹的影响

2024-W铝合金型材不同预拉伸力对拉弯回弹的影响

2024-W 的线塑性方程。同时对预拉伸阶段产品伸长量与理论伸长量差异及不同拉伸量下的回弹趋势做了初步理论分析。试
制结果表明,在应变量达到 2.5%以上时,回弹量较小,满足加工工艺的要求。
关键词:线塑性方程;预拉伸力;拉弯回弹;应变
中图分类号:TG379
文献标识码:A
文章编号:1005-4898 (2020) 04-0030-03
表 1 2024 铝合金国标化学成分 (质量分数/%)
其他杂质
Si Fe Cu
Mn
Mg Cr Zn Ti
Al
单个 合计
0.5 0.5 3.8~4.9 0.30~0.9 1.2~1.8 0.10 0.25 0.15 0.05 0.15 余量
试验铸锭采用半连续铸造工艺生产,其规格为 ϕ 247 mm × 570 mm,成分控制如表 1 所示。铸锭 经均匀化处理后,采用 20 MN 高精密单动反向挤压 设备进行工艺试制生产。
1 试验材料与方法
理。此过程会产生较大的热应力梯度[4],材料经完 全冷却后表面将会产生压应力,而内部产生拉应 力。若不进行消除,会对材料弯折后精加工产生极 大影响,并影响问题分析及工艺控制。为此,结合 消除淬火应力的工艺可行性,淬火后快速将材料低 温冷藏以保持零件的固溶状态,并在取出后半小时 内完成拉弯试制。拉弯过程中采用预拉伸替代淬火 后张力矫直,预拉伸量从 1%增至 3%,并通过刻度 法对比线塑性方程在力值控制下的拉伸量差异性。 拉弯设备采用美国进口的 75 t 转臂拉弯机,过程采 用变力包覆,其试验方案如图 1 所示。
《铝加工》
2020 年第 4 期总第 255 期
组织性能
2024-W 铝合金型材不同预拉伸力对拉弯回弹的影响

拉弯工艺可以减少回弹的原理

拉弯工艺可以减少回弹的原理

拉弯工艺可以减少回弹的原理以拉弯工艺可以减少回弹的原理为标题,写一篇文章。

拉弯工艺是金属加工中常用的一种方法,它能够使金属材料在受力的情况下发生塑性变形,从而实现弯曲的目的。

与传统的弯曲工艺相比,拉弯工艺具有许多优势,其中之一就是可以有效地减少回弹。

回弹是指金属材料在受力后恢复到原来形状的现象。

在常规的弯曲工艺中,当金属材料受到外力作用后,它会发生塑性变形,但在去除外力后,由于材料的弹性,会出现一定程度的回弹。

这种回弹现象会导致最终形状与预期不符,从而影响产品的质量和精度。

而拉弯工艺能够通过一定的手段来降低金属材料的回弹。

其原理主要包括以下几点:1. 控制应变:拉弯工艺通过施加拉力,使金属材料在弯曲过程中发生塑性变形。

相比较于传统的弯曲工艺,拉弯工艺可以更好地控制金属材料的应变程度。

通过调整拉力的大小和施加的位置,可以使金属材料发生均匀的塑性变形,从而减少回弹。

2. 控制应力分布:拉弯工艺可以通过改变外力的施加方式和位置,从而改变金属材料的应力分布。

应力分布的不均匀会导致金属材料在弯曲后发生较大的回弹。

而拉弯工艺可以通过合理的施力方式,使金属材料的应力分布更加均匀,从而减少回弹的发生。

3. 控制变形速率:拉弯工艺可以通过控制变形速率来减少回弹。

通常情况下,金属材料的变形速率越大,回弹越小。

拉弯工艺可以通过调整拉力的大小和施加的速度,使金属材料在较短的时间内发生较大的变形,从而减少回弹。

4. 控制回弹方向:拉弯工艺可以通过改变金属材料的回弹方向,从而减少回弹的影响。

通过合理的设计和施力方式,可以使金属材料在弯曲后产生一定的残余应力,使其倾向于回弹的方向与预期的弯曲方向相反,从而抵消回弹的影响。

拉弯工艺可以通过控制应变、应力分布、变形速率和回弹方向等方式,有效地减少金属材料的回弹现象。

这不仅可以提高产品的质量和精度,还可以减少后续加工工序的复杂性和成本。

因此,在金属加工中,拉弯工艺被广泛应用,并取得了良好的效果。

浅谈解决回弹现象的措施

浅谈解决回弹现象的措施

目录摘要 (Ⅱ)关键词 (Ⅱ)正文 (Ⅱ)1 板料回弹的产生 (2)2 回弹现象的分析 (2)3 影响回弹的主要因素 (2)参考文献 (Ⅴ)结束语 (Ⅵ)摘要弯曲件在机械零件中占有相当大的比例,它的质量将直接影响整机质量,而回弹是影响弯曲件质量的重要因素,因此探讨弯曲件回弹的原因和防止措施是非常必要的。

寻求防止回弹的有效途径和方法,对保证产品质量和提高弯曲件生产的经济性是有积极现实意义的。

关键词:弯曲;回弹;措施正文:一、板料回弹的产生在板料弯曲成形过程中,板料内外缘表层纤维进入塑性状态,而板料中心仍处于弹性状态,这时当凸模上升去除外载后,板料就会产生弹性回复。

金属塑性成形总是伴有弹性变形,所以板料弯曲时,即使内外层纤维全部进入塑性状态,在去除外力时,弹性变形消失,也会出现回弹。

弯曲时,弯曲变形只发生在弯曲件的圆角附近,直线部分不产生塑性变形。

影响板料弯曲回弹的因素很多,大体可分为以下几种:(1)材料的力学性能。

(2)相对弯曲半径 R/t的影响。

(3)弯曲角的影响。

(4)弯曲零件形状的影响。

(5)模具几何参数影响。

(6)张力的影响。

(7)工况参数。

(8)模具间隙的影响。

(9)弯曲校正力的影响。

(10)弯曲方式的影响。

二、回弹现象的分析由于金属板料在塑性弯曲时总伴随着弹性变形产生,当弯曲件从模具中取出之后,弯曲件不受外力的作用,弹性变形消失,使工件的弯曲角度和弯曲半径发生变化,皆与模具的设计尺寸存在一个差值,这种现象称为弯曲件的回弹。

三、影响回弹的主要因素3. 1 材料的机械性能回弹的大小与材料的屈服极限成正比,与弹性模数成反比,即 Qs/E值愈小,回弹也愈小。

Qs——材料的屈服极限E——材料的弹性模数3. 2 相对弯曲半径 r/t相对弯曲半径即弯曲半径与板料厚度之比 r/t,在相同条件下, r/t愈小,说明弯曲变形程度愈大,在总变形中弹性变形所占比例相应减小,则回弹就愈小。

3. 3 弯曲中心角弯曲中心角愈大,变形区域愈大,回弹积累值也愈大,则回弹角也愈大。

板料回弹机理及控制

板料回弹机理及控制

板料回弹机理及控制[摘要] 拉弯工艺是型材弯曲成形的重要方法,它可以有效减少回弹,达到提高成形精度的目的。

因此,在飞机、汽车弯曲件成形中得到了广泛的应用。

拉弯卸载后的回弹控制是影响成形精度的主要因素。

拉弯成形过程中,材料受力状态复杂,同时受材料物性参数、摩擦条件等因素的影响,拉弯成形回弹预测很困难。

本文以板料为研究对象,首先介绍了板料拉弯成型回弹现象,在此基础上讨论了回弹机理的研究以及控制回弹的方法。

介绍了弹塑性力学的初始屈服条件、基本法则,其中包括流动法则和强化法则。

在此基础上以各向同性硬化法则的材料为例推导了应力应变增量关系。

本文的工作为提高汽车和飞机拉弯件的质量和促进工装的数字化设计提供了一合理有效的方法。

[关键词] 拉弯成形弯曲回弹1、板料回弹现象回弹是卸载过程产生的反向弹性变形(如图1所示),是板料冲压成形过程中存在的一种普遍现象。

在弯曲和拉深过程中,回弹现象尤为严重,对零件的尺寸精度、生产效率和经济效益产生极大的影响。

图1板料弯曲实例说明回弹现象2、回弹机理研究板料在外加弯曲力矩M 的作用下,首先发生弹性弯曲变形,在弹性弯曲阶段,对弯曲半径很大,板料内弯曲半径与凸模圆角半径不相重合,板料变形很小。

在弯曲变形区内,板料弯曲内侧(靠近凸模一边)的材料受到压缩而缩短,应力状态是单向受压,见图2。

板料弯曲外侧(靠近凹模的一边)受拉而伸长,应力状态是单向受拉。

弯曲内、外表面到中心,其缩短与伸长的程度逐渐变小,在缩短与伸长的两个变形区之间,有一纤维层长度始终不变即应变为零,称为应变中性层。

同样,在拉应力向压应力过渡之间,存在一个切向应力为零的应力层,称为应力中性层。

在一般情况下可认为两个不同性质的中性层重合在一起,简称为中性层。

图2 板料弯曲应力图随着弯矩的增加,板料弯曲变形增大,板料内、外表层金属先达到屈服极限,板料开始由弹性变形阶段转入弹塑性变形阶段,其应力分布随着弯矩的不断增加,塑性变形区由表层向内扩展,板料中间的弹性变形区逐渐变小,最后整个断面进入塑性状态。

第2章4节4.8型材拉弯

第2章4节4.8型材拉弯

第2章4节4.8型材拉弯第2.4节型材拉弯型材拉弯⼀、典型零件⼆、型材拉弯机三、型材拉弯基本原理四、拉弯模设计五、⼯艺规程设计六、典型零件的协调⽅法4.84.8.1 型材拉弯1、典型零件拉弯型材零件的分类类似于滚弯型材,所不同的是:对于变曲率的型材,除了曲率中⼼同侧的型材,尚有曲率中⼼异侧的型材;对于丁字型材除了收边与放边的以外,尚有横向拉弯的型材;对于变形温度⽽⾔,除了常温拉弯成形外,尚有加热拉弯成形。

对于⼤剖⾯的等曲率型材由于滚弯后难以校形,故采⽤拉弯⽅法成形。

1、典型零件典型零件2、拉弯零件的特点相对弯曲半径较⼤,回弹较⼤曲率沿轴向是变化的零件较长,滚弯不⽅便3、常⽤的拉弯材料:LY12—— 硬铝LC4—— ⾼强度的铝镁铜锌合⾦MB8—— 镁锰合⾦LY12拉弯之前的三种供应状态:新淬⽕状态:加热温度495?503°C,在⽔中冷却,通常采⽤;不完全退⽕状态:加热温度350?370°C,空⽓冷却,⽤于中间⼯序;完全退⽕状态:加热温度390?430°C,然后以每⼩时30的冷却速度降低⾄250?270°C,最后在空⽓中冷却,⽤于形状⽐较复杂的型材零件;型材拉弯过程中的主要问题是:加载⽅式的选择回弹半径的计算与模具合理外形的确定轴向预拉⼒与轴向总拉⼒的确定⼆、型材拉弯机1.转台式拉弯机此类机床构造简单,制造⽅便,但是对于长度很⼤的型材零件,由于拉伸作动筒的⾏程较⼤,给机床设计带来⼀定的困难。

2.转臂式拉弯机此类拉弯机的基本原理是拉弯模与台⾯固定不动,⽀臂与拉伸作动筒绕拉弯模转动,使零件产⽣弯曲变形,并保持轴向拉⼒始终与拉弯模相切。

1. 转台式拉弯机2.转臂式拉弯机三、型材拉弯基本原理1、回弹现象的分析2、回弹半径的计算⽅法基本假设(——为简化⼯程计算提出的假设):* 平截⾯假设* 型材拉弯属于纯弯曲,亦即不考虑剪⼒的影响* 采⽤折线型近似实际应⼒曲线,并认为拉伸曲线与压缩曲线相同3、轴向预拉⼒与总拉⼒的确定四、拉弯模设计根据产量分为两类:—— ⽤于批⽣产, 专⽤拉弯模—— ⽤于试制⽣产,通⽤拉弯模(⼀)专⽤拉弯模设计要点如下1、拉弯模的剖⾯形状2、拉弯模的长度3、典型结构模具与强度4、定位孔的位置5、安全装置1、拉弯模的剖⾯形状模具的剖⾯形状应符合于材型剖⾯的特点⼀般:间隙δ⼀般取0.2~0.5mm。

3.6弯曲件的回弹

3.6弯曲件的回弹
14°
16°30'
5



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2A12(軟)
LY12Y)
2
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1°30'



8°30'
3
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9°30'
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4°30'
6°30'

10°30
(4).模具間隙U形彎曲模的凸凹模單邊間隙Z/2越大;Z/2<t時岢能產生負回彈.
(5).校正力增加校正力可小回彈量,板料彎曲是,彎曲部位受到拉伸或壓縮應力與板厚方向的壓應力的合成,可使材料內的實際應力,達到屈服點,可將板料彎曲的彈性變形為塑性變形面減小回彈.
3.回彈的确定
如前所述,由於影響回彈數值的因素很多.而且各因素往往又相互影響.故能以進行精確的計算或分析.在一般情況下,設計模具時對回彈量的確定大多按照經驗值,或計算后在實際模中再進行修正.
三.彎曲----------彎曲件的回彈
1.回彈的定義
壓彎過程並不完全是材料的塑性變形過程.其彎曲部位還存在著彈性變形所以,壓彎后形狀與模具的形狀並不完全一致.這種現象稱為回彈,回彈的大小通常用角度回彈量△θ和曲率回彈量△ρ來表示.角度回彈是指模具在閉合狀態時工件彎曲角與從模曲率回彈量中取出后工件的實際角度θ0之差.即△θ=θ0-θ;曲率回彈量是指模具處於閉合狀態時壓在模具中的曲率半徑ρ與模具中取出后工件的實際曲率半徑ρ0之差.即:△ρ=ρ0-ρ

弯曲件回弹问题分析

弯曲件回弹问题分析

与模 具 的形状 和尺 寸保持 一致 , 而影 响弯 曲件 的精 从 度 , 图 1所示 弯 曲 卸 载 时 的弹 性 变形 有 两 种情 况 : 如
回弹值 , 与实际冲压生产中所产生的回弹量相 比有一 定 的差值 , 原因是因为影响弯 曲回弹量 的因素有很 多种 。
①当相对弯曲半 径 rt / 较大时 , 板料 内、 外层纤维进 入塑 性变 形状 态 , 板料 中心 可能仍 处 于弹性 变形状 而 态, 这时当凸模 回程卸载时 , 板料中心部分纤维产生
意材 料 的选 择 。对 于 加 工 硬 化 的 材 料 , 服 极 限 较 屈
响。因此 , 回弹就成了弯曲工艺中的一个十分重要的
问题 。
弯 曲 后 卸 载 过 程 中
高, 应进行热处理 , 以降低 。 / E的比值 , 减小 回弹。 () 2 相对弯曲半径 R t / 的影响 。相对弯 曲半 J 径Rt / 表示弯 曲变形程度 , 回弹值与相对弯 曲半 径 Rt / 成正 比, 相对弯 曲半径 R t / 越小 , 断面中塑性 变 形 区越 大 , 向总应 变 中弹性 应 变分量 所 占的 比例 越 切 小, 因此卸载时弹性回弹随相对弯曲半径 R t / 的减小 而减小 。随着 变形 程 度 的增 加 , 性 变 形 量 快 速 增 塑
弹性恢复 ; ②金属塑性变形总是伴有弹性变形 , 以 所 板料弯曲时, 即使 内外层纤维全部进入塑性状态 , 在 凸模 回程卸载时 , 弹性 变形 的消失 , 也会出现 回弹。 由此可见 , 弯曲变形后的回弹现象总是存在 的, 很难 加 以控制, 因而使弯 曲件形状 、 尺寸 的准确性受到影
Ab t a t e o n n sn t n y t e mo tc mmo u l y p o lms i h r c s f e d n ,b tas n ft e tc nc s r c :R b u d g i o l h s o i o n q a i rb e n t e p o e s o n i g u o o e o e h i a t b l h l

浅谈弯曲回弹及防止措施

浅谈弯曲回弹及防止措施

浅谈弯曲回弹及防止措施作者:李洪林来源:《城市建设理论研究》2013年第24期摘要:本文结合作者多年的工作经验,阐述了影响回弹的主要因素及防止回弹的措施,提供给大家参考。

关键词:弯曲;回弹;措施中图分类号:TG386文献标识码: A 文章编号:弯曲件在机械零件中占有相当大的比例,它的质量将直接影响整机质量,而回弹是影响弯曲件质量的重要因素,因此探讨弯曲件回弹的原因和防止措施是非常必要的。

寻求防止回弹的有效途径和方法,对保证产品质量和提高弯曲件生产的经济性是有积极现实意义的。

如果弯曲件质量要求高时,采用特殊工艺也是必要的。

1、板料回弹的产生;在板料弯曲成形过程中,板料内外缘表层纤维进入塑性状态,而板料中心仍处于弹性状态,这时当凸模上升去除外载后,板料就会产生弹性回复。

;金属塑性成形总是伴有弹性变形,所以板料弯曲时,即使内外层纤维全部进入塑性状态,在去除外力时,弹性变形消失,也会出现回弹。

弯曲时,弯曲变形只发生在弯曲件的圆角附近,直线部分不产生塑性变形。

;影响板料弯曲回弹的因素很多,现就其定性影响综述如下:;(1)材料的力学性能。

弯曲件的材料特性对回弹有直接影响,一般来说,回弹量大小与材料的屈服强度σs成正比,与材料的弹性模量E成反比,如图1所示。

板厚各向异性r值和材料强化系数K值越小,材料的应变强化指数n值就越大,回弹量也就越小。

(2)相对弯曲半径R/t的影响。

相对弯曲半径表示弯曲成形的变形程度,回弹值与相对弯曲半径成正比,相对弯曲半径越小,断面中塑性变形区越大,切向总应变中弹性应变分量所占的比例越小,因此卸载时弹性回弹随相对弯曲半径的减小而减小;而相对弯曲半径较大时,虽然变形程度很小,但材料断面中心部分会出现很大的弹性区,所以回弹量较大。

;(3)弯曲角的影响。

在一定的相对弯曲半径情况下,弯曲角越大,则对应的参加变形的区域越大,弹性变形量的累积量也越大,因此工件的回弹值也越大。

;(4)弯曲零件形状的影响。

拉拔加工中的拉拔变形和回弹控制

拉拔加工中的拉拔变形和回弹控制

拉拔加工中的拉拔变形和回弹控制拉拔加工是一种常见的金属加工方法,广泛应用于制造行业中。

它的基本原理是将金属材料通过钳口或者辊轮加工成不同形状和尺寸的杆状或管状零部件。

然而,在拉拔加工中,拉拔变形和回弹常常成为制造过程中需要解决的技术难题。

拉拔变形是指在拉拔加工中,金属材料因外力作用而发生的形变现象。

这种变形通常是由于拉拔过程中所产生的内部应力,使金属材料发生塑性变形,以达到拉拔加工的要求。

但是,拉拔变形过程中产生的应力不仅会影响拉拔加工的成型精度和表面质量,还会对材料的机械性能和物理性质产生影响。

为了尽可能地控制拉拔变形,制造商通常会采取一些措施来降低应力,并增强材料的可变性。

例如,在拉拔前将金属材料加热处理,可以减少冷却过程中的应力,从而降低拉拔变形的风险。

此外,也可以采用冷却液体不断冷却的方式来降低金属材料的温度,以减弱剪切力和提高拉伸率。

除了拉拔变形外,回弹也是拉拔加工过程中需要解决的另一个难点。

回弹是指因外力施加而发生的形变过程结束后,金属材料回弹至原状或略微变形的现象。

这种情况也经常在拉拔加工过程中出现,对成品的准确度和精度产生明显影响。

回弹现象与拉拔变形有关。

根据材料的机械性质,金属材料在受到拉拔变形后,会发生弹性回复。

同时,由于拉伸过程会引起主流程的不均匀变化,拉拔次数、工序顺序、钳口尺寸和摩擦力等因素也都影响到拉拔杆的回弹程度。

为了降低拉拔杆的回弹,需要采用合适的制造工艺和加工方法。

可行的解决方案包括在拉拔工序中添加扭转或旋转力,以主动增加金属材料的变形程度,从而减小材料的回弹度。

此外,也可将多次拉拔步骤中的重叠量降低到最小,以减少不均匀的主流程变化,从而降低回弹程度。

在拉拔加工中,拉拔变形和回弹的控制是解决制造过程中技术难题的关键。

控制这些因素需要深刻的理解金属材料的力学性质和变形过程,并采用适宜的技术以降低应力、增加变形量、减小变形不均匀性或减少回弹程度。

保持稳定的生产工艺和制造方法,将是实现高品质金属零部件的关键,实现成本控制和客户满意度的平衡。

拉伸加工中的拉伸变形和回弹控制

拉伸加工中的拉伸变形和回弹控制

拉伸加工中的拉伸变形和回弹控制拉伸加工是现代制造业中广泛应用的一种加工方式。

在拉伸加工中,材料会经受拉力,以改变其形状或尺寸。

由于拉伸加工会引起材料的变形,因此需要对拉伸变形和回弹进行控制,以确保加工后的成品达到设计要求。

一、拉伸变形的种类拉伸变形包括塑性变形和弹性变形两种类型。

塑性变形是由于材料经受拉力而发生的一种不可逆的形状或尺寸的改变。

在塑性变形中,材料会出现屈服点,此时材料开始变形,但应力并没有增大,随着拉力的持续增大,应力会达到最大值,这个最大值称为极限拉力,此时材料的形状和尺寸已经发生了不可逆的改变。

弹性变形是由于材料经受拉力而发生的一种可逆的形状或尺寸的改变。

在弹性变形中,当外力消失时,材料能够恢复到原来的形状或尺寸。

对于金属材料来说,弹性变形在小的应力范围内是线性的。

在应力超过一定限度之后,材料就会出现塑性变形。

二、拉伸变形的控制在拉伸加工中,塑性变形和弹性变形是无法避免的,但可以通过多种方式来控制拉伸变形的程度。

1. 选择材料材料的选择是控制拉伸变形的一个重要因素。

不同的材料在受到相同的应力下,表现出不同的塑性和弹性。

选择适当的材料可以减少材料的拉伸变形程度,从而避免回弹和破裂等问题的出现。

2. 控制拉伸速度拉伸速度也会对拉伸变形的程度产生重要影响。

当拉伸速度较慢时,材料能够更容易地发生塑性变形,这意味着在相同的拉伸力下,材料所受的应力较小,从而降低了拉伸变形的程度。

但是,当拉伸速度过快时,材料往往出现断裂现象,这是因为材料没有足够的时间来适应外界环境的变化。

因此,控制拉伸速度是控制拉伸变形的关键之一。

3. 控制温度控制温度也是控制拉伸变形的常用方法之一。

提高温度可以促进材料的塑性变形,降低材料的弹性变形,从而减小拉伸变形的程度。

同时,温度的变化还可以刺激材料的晶体结构发生变化,提高材料的塑性,从而减小拉伸变形的程度。

4. 控制拉伸力在拉伸加工中,拉伸力是最重要的控制变量之一。

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在过去几十年间, 世界各国在拉弯工艺的研 究方面做了大量的工作. A. A . EL - DOMIATY[ 1]
等对 U 形截面梁的拉弯进行了分析, 提出的模型 能够给出梁截面几何形状和其材料性质对成形载 荷和拉弯件最终形状的影响. A . El - Megharbel[ 2] 等估计了 7075 铝板的拉弯成形回弹和残余应力 的大小. A. A . Elsharkawy[ 3] 等建立了 T 形型材拉 弯的数学模型. A. A. EL - DOMIATY 等建立了板 料拉弯的数学模型[ 4] . 官英平等[ 5] 对带有校正力 的板料拉弯进行了分析. Arid H. Clausen[ 6] 等人讨
不存在. 拉力方程则为:
∃∃ ∃∃ ∃∃ rn t
rm t
r ob b
T=
∀dr dt +
!dr dt +
!dr d t,
r0
r0
r0
d
n
m
当 rn ! r m 时.
( 6a)
∃∃ ∃∃ ∃∃ rm t
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
rn b
r ob b
T=
∀dr dt +
∀dr dt +
!dr d t,
r0
r0
r0
d
m
n
当 rn > r m 时.
2) 分别采用两种卸载方案对拉弯回弹进行了 分析计算, 计算结果表明本文给出的不卸载拉力 回弹计算方法具有较高的预测精度.
参考文献:
[ 1] EL- DOMIATY A A, ELSHARKAWY A A. Stretch- bend ing analysis of U - section beams[ J] . Int. J. Mech. Tools M anufacturing, 1998, 38( 1) : 75- 95.
回弹计算的近似公式为
∃%=
1 rch
-
1 rcq
=
-M EI
.
其中 ∃%为曲率回弹, rcq 、r ch 分别为型材惯性轴回
弹前与回弹后的曲率半径, M 为型材截面内应力
对r cq 的弯矩, E 为弹 性模量, I 为型 材截面惯性
矩.
半径回弹率的计算式为( rmh rm
rm)
.
3 计算结果
计算实例所用 型材为 LY12M - XC111- 37, 其材 料 参 数 为: E = 72 986 01 MPa, s = 0 215% , s = 147 18 MPa, b = 10 14% , b =
反向塑性压缩区 = D ( - T + E) - T 式中: E , D 为材料常数; s 为屈服应变.
图 2 拉弯过程的型材截面应力分布
1 3 预拉阶段应力状态分析 预拉阶段以单轴拉伸方式进行分析, 应力应
变以折线型应力应变曲线进行加载, 加载的预拉 力使材料达到或超过屈服点: 即 T sS , T 为预 拉力, S 为型材截面面积. 假设型材宽度和厚度 分别为 b, t . 在预拉力为 T 时材料纵向应力 T 和 纵向应变 T 的关系如下给出:
( 3)
E = 2 T/E.
在 rd ! r < rE, 即反向塑性压缩区时
= D( T + - T + E) - T =
D ( + E ) - T ∀ #.
( 4)
根据外力平衡条件, 得拉力方程如下:
rt
rt
rt
∃∃ ∃∃ ∃∃ T = E #dr dt + n ∀dr dt + m !dr dt
Abstract: Springback is a common phenomenon in bending process, which is caused by the redistribution of the in ternal stresses during unloading. In sheet met al forming, the springback can affect the precision of the formed part directly. For the sheet metal forming process of rotary stretch bending, analyt ical method is used to analyze the stress and strain distributions of extruded profile, and the spring back of work pieces under these two conditions of pre stretching force unloading and no unloading. Through above analysis, two spring back percent curves of radii have been presented, and the theoretical predicted values of spring back with the pre stretching force no unloading are in better agreements with experimental ones. Key words: extruded profile, stretch bending, spring back, unloading, stress
第 12 卷 第 4 期 2 0 0 4 年8 月
材料科学与工艺 MATERIALS SCIENCE & TECHNOLOGY
Vol 12 No 4 Aug. , 2004
型材拉弯的力学与回弹分析
吴建军, 张贺刚, 王俊彪, 王永军
( 西北工业大学 机电学院, 陕西 西安 710072, E mail:wujj@ nwpu. edu. cn)
( 6b)
其 rn 、rE 可由式( 3) 和式( 5a) 、( 5b) 或式( 6a) 、
( 6b) 确定.
2 回弹分析
回弹分析采用两种方案, 第一种方案将整个 卸载过程假设分为两个连续的阶段: 第一阶段为 纵向 力减小到零, 第二阶段 为内弯矩减小到零. 第二种方案为将计算得到的内部应力直接积分, 得到内弯矩, 根据弯矩卸载方法求得回弹.
拉弯是指毛料在弯曲的同时加以切向拉力, 改变毛料截面内的应力为拉应力的一种型材弯曲 工艺. 型材拉弯成形工艺在飞机和汽车型材弯曲 件的制造中得到了非常广泛的应用. 因此进行拉 弯工艺的研究对提高汽车和飞机拉弯件的质量和 加速汽车和飞机拉弯件的国产化进程有着十分重 要的意义.
研究表明: 拉弯零件的最后形状与加载参数、 拉弯模具和型材形状参数、型材材料参数、摩擦等 众多因素有关, 而且非常复杂. 随着产品加工精 度要求的日益提高, 近/ 净成形的要求逐步增加,
收稿日期: 2004- 05- 08. 基金项目: 国家高技术研究发展计划资助项目( 2001AA421130) . 作者简介: 吴建军( 1963- ) , 男, 博士.
数字化设计制造也对拉弯成形工艺提出了新的要
求. 传统的拉弯成形工艺已不能满足现代生产的 需要, 有必要对拉弯机理进行深入的研究, 确定拉 弯工艺参数对工件成形质量的影响规律, 从而对 拉弯过程进行精确控制.
弹性加载区 = E , 塑性加载区 = s + D ( - s ) , 弹性卸载、压缩区 = T + E( - T ) .
( 1)
图 3 型材弯曲过程几何形状及尺寸
其中, 为型材内部纵向应力; rob 为型材最 外层曲率半径; rd 为型材最内层曲率半径; rm 为 模具曲率半径, 即弦板内侧曲率半径.
WU Jian jun, ZHANG He gang, WANG Jun biao, WANG Yong jun
( Northwestern Polytechnic University, School of Mechatronics, Xi an 710071, China, E mail:wujj@ nwpu. edu. cn)
[ 2] El - Megharbel A, El- Domiaty A, shaker M . Springback and residual stresses after stretch bending of work hardening sheet metal[ J] . J. of Mat. Proc. T ech. , 1990, 24( 1) : 191 - 200.
# 358 #
材料科学与工艺
第 12 卷
论了模型参数如何影响以响应参数 Fmax( 最大的 靠模力) 、sp( 在型材中段的永久下陷) 和 d0( 卸载 时的回弹) 为表征的型材拉弯过程. 此外, 西北工 业大学臧鹏博对型材成形拉弯工艺也进行了一定 的研究[ 7] .
到目前为止, 运用解析法研究拉弯回弹问题 多数以宽板为研究对象, 即使对型材拉弯有所研 究, 也没有按照不同工序区分加载卸载区域. 本 文以等边角材为研究对象, 对等曲率收边转台式 无侧压拉弯进行了应力和回弹分析, 并利用试验 验证, 探讨了预拉力对回弹的影响.
208 46 MPa, D = 516 68 MPa. 形状参数为: t = 2 mm, b = 30 mm. 模具半径为: rm = 200 mm. 由 图 4 可知, 不卸载拉力的计算结果与试验结果比 较吻合, 而卸载拉力计算的结果比试验结果略小.
图 4 预拉力与半径回弹率之间关系
4结论
1) 本文以拉弯前后型材任意截面保持平面以 及成形过程中型材截面应力应变状态近似成单轴 拉伸状态为主要假设, 给出了预拉阶段以及拉弯 阶段型材截面的应力分布.
T = s + D( T - s). 1 4 拉弯阶段应力状态分析
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