铝合金板材弯曲成型性能
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关键词 ： 铝合金板材 ； Ｖ形弯曲 ； 弯 曲成 形 ； 回弹角
冲压成形工艺已经成为汽车 、 航空 、 电器以及仪表 的多个生产制造 进行。 实验中， 为了消除弯曲间隙对回弹角的影响并保证最终加载力相 领域中主要应用的塑性成形手段 ， 特别是在汽车制造行业 中， 作用非常 同， 所有试样的最终弯曲加载力均为 ２ ５ ｋ Ｎ， 从而保证弯曲试样 和 明显突出，汽车零件加工 中利用冲压次成形工艺而生产的零件数量已 模具弯 曲贴合 ， 即确保卸载前弯曲角度等于模具夹角。卸载后 ， 对弯曲 占总数量的 ６ ５ ％左右，可以说 冲压成形工艺水平直接影响到汽车零件 角进行测量 ， 然后对 回弹角进行计算。 的使用 、 汽车组装 以及外观塑造等效果 ， 同时对汽车制造成本也有一定 ３ 实验 结果与 分析 的影 响 ， 目前 该工 艺 的最 明 显 、 最 常 见 的缺 点 就 是 回 弹 ， 需 要 对 回 弹原 ３ ． １ Ｖ 形弯曲回弹角与板材轧制方 向的关系。实验中， 分别对厚度 因以及解决方法进行研究。 ２ ｍｍ 、弯 曲半径 ２ ． ５ Ｉ ｌ ｌ ｍ 时屈服强度 与回弹角 的关 系。和厚度 １铝 合金 板材 弯 曲成 形 的简 单概括 ５ ｍｍ 、 弯 曲半径 ３． ５ ｍｍ 时屈服强度与回弹角 的关 系进行分析 ， 从 铝合金板材在我国的汽车、 航空等制造行业中应用范围非常广 ， 尤 两次屈服强度 、弯曲半径对回弹角的比较中可知 ， ５ ０ ８ ３铝合金的 其是汽车制造领域 中使用率以达到所有制造材料总数量的一半以上 ， 材料特性对其回弹角有影响， 屈服强度越大其回弹角也越大。 铝合金板材使用性能在汽车制造过程 中发挥的也非常好， 其硬度 、 性 ３ ． ２ Ｖ形弯曲回弹角与弯曲角的关 系。随着弯曲角 的增加 ， 板材弯 经过加工均可满足汽车制造要求。 在制造过程中， 铝合金板材加工工艺 曲成形后其回弹角逐渐减小 ， 在弯曲半径 ２． ５ ｍｍ、 弯曲角 １ ２ ０。 甚至出现负 回弹角一 ０． ８ ２。 ； 对于不同轧制方向的试样来说 ， 回 中冲压成形应用效果 比较好 ， 已得到汽车企业的重视 ， 并对其工艺不断 时， 加强研究力度 ， 汽车冲压件形成的质量直接影响着汽车的外观 、 结构性 弹角大小是不同的， 与轧制方 向成 ０。的板材回弹角是最大的， ４ ５。 能以及组装效果 ，同时对汽车制造成本以及车型创新也有很重要的影 是最小的， 这与上述的数据相吻合 。 ３ ． ３ Ｖ形弯曲回弹角与相对弯 曲半径的关系。随着相对弯曲半径的 响。 就当下而言 ， 薄板 冲压成形 中最常见的质量问题有三点 ： 破裂 、 起 增加 ， 弯曲回弹角增加； 对于不同轧制方向的试样来说 ， 回弹角大小是 皱、 回弹。其中回弹已成为质量问题 中最常见 的现象 ， 起回弹控制难度 不同的， 与轧制方向成 ０ 。的板材回弹角是最大的。 ３ ４ｖ形弯曲部分板材减薄现象。 分析板材厚度为 ２和 ５ ｍｍ 时 非常高， 回弹可造成弯曲工艺质量直接下降 ， 因此 ， 在弯曲工艺中应对 回弹控制加以重点研究 。 根据多年来铝合金板材加工过程中， 对弯 曲变 不同弯 曲半径 、 不同弯曲角 、 不 同轧制方向下的铝合金板材弯曲减薄现 相同型号的试样， 弯曲半径越小 ， 则弯曲减薄量 形的现象分析得知 ， 每一次弯曲变形后都会产生不 同程度的回弹角， 回 象。对于相同的弯曲角 、 弯曲角度越大则减薄量越大。 弹问题的发生就会直接导致零件成型的标准 ， 其精度降低的同时 ， 也加 越大。而使 用相同尺寸的弯曲半径时 ， ３ ． ５ 去应力退火后板材 回弹角的变化情况。 焊接件、 切削加工件和变 大了试模 、 修模以及成形后校正等环节 的工作量 ， 因此 ， 需要对回弹问 题采用正确的解决方法 ， 这也是本次研究铝合金板材弯曲成型性能研 形加工件往往有较大的残余应力。残余应力的存在造成合金成分和组 织性能稳定性的下降， 同时应力腐蚀倾 向显著增加 ， 而且合金零件易超 究的最终 目的。 近年来 ，我国相关部门联合国外的一些著名研究专家针对弯曲回 差变形 ， 因此必须进行去应力退火。 弹分析与研究工作正在全面展开 ，并经过多次试验取得了有效的科学 ４控制回弹措施 回弹值与材料的屈服强度 盯 ｓ成正比，对于本实验所选的材料 ， 结果 ， 主要研究的内容可以归纳为三个方面， 第一方面是针对理论 ｆ 生 的 ５ ｏ时， 其 回弹角是最小的 ， ０ 。时是最大的； 因而 研究 ， 结合塑性理论对弯 曲成形工艺进行简化 ， 或者是对零件加工过程 当与轧制方向成 ４ 进行简化 ， 并构建科学 、 适 当的力学模型 ， 对典型的弯曲成形进行试验 在实际选材时可采用屈服强度小的材料 。 弯曲件变形程度可 由弯曲半径 ｒ与材料厚度 ｔ的比值来表示 ， 分析 ，利用解析方法 、数值方法等相关计算方法进行回弹问题原因解 回弹现象越严重 ， 因此， 在保证弯曲件不 答， 从而得知弯曲成形过程中回弹现象的理论性知识结果 ； 第－ － －Ｗ面是 即相对弯曲半径 ｒ／ ｔ越大， 利用有限元模拟进行弯曲成形的回弹问题分析 ，也就是常说的数值模 开裂的条件下减小压弯凸模的圆角半径是减小回弹的有效方法。 由上述实验结果也发现 ｖ形弯曲部分会 出现减薄现象 ， 这对材料 式试验 ； 第三方面是采用实验方法 ， 对回弹现象发生原因 、 发生过程以 减薄量与板材的塑性应变比有关 ， 塑性 及结果进行观察与分析研究 ， 模拟 回弹工程控制， 对实验 中板材轧制方 制品性能也会产生一定的影响， 减薄量越小 ， 因此在选材时可以考虑选择塑 陛应变 比较大 向、 弯曲角 、 相对弯 曲半径等因素进行分析 ， 得 出与回弹成形之间的关 应变 比越大 ，
科 技 论 坛
・ ９ ９・
铝合Hale Waihona Puke Baidu板材弯 曲成型性 能
张箭冲 王连友 张辉玲 张兴禹 （ 东北轻合金 有限责任公 司， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ６ ０ ） 摘 要： 针对 ５ ０ ８ ３铝合金 板材的 Ｖ形 弯曲进行研 究 ， 并 以该铝合金板材弯 曲成型的几种影响 因素进行有效分析 ， 通过对铝合金板材 弯曲变形 实验分析 ， 得 出结果是 ５ ０ ８ ３ 铝合金板材 的弯曲回弹角大小与屈 服强度有直接 关系， 其屈服强度越 大回弹角就会越 大 ， 或者 弯曲 半径加大也会产生回弹角增加 的现 象； 回弹角的减小主要 影响 因素有 两点一是 弯曲角加大 ， 二是 开口度增加等。
冲压成形工艺已经成为汽车 、 航空 、 电器以及仪表 的多个生产制造 进行。 实验中， 为了消除弯曲间隙对回弹角的影响并保证最终加载力相 领域中主要应用的塑性成形手段 ， 特别是在汽车制造行业 中， 作用非常 同， 所有试样的最终弯曲加载力均为 ２ ５ ｋ Ｎ， 从而保证弯曲试样 和 明显突出，汽车零件加工 中利用冲压次成形工艺而生产的零件数量已 模具弯 曲贴合 ， 即确保卸载前弯曲角度等于模具夹角。卸载后 ， 对弯曲 占总数量的 ６ ５ ％左右，可以说 冲压成形工艺水平直接影响到汽车零件 角进行测量 ， 然后对 回弹角进行计算。 的使用 、 汽车组装 以及外观塑造等效果 ， 同时对汽车制造成本也有一定 ３ 实验 结果与 分析 的影 响 ， 目前 该工 艺 的最 明 显 、 最 常 见 的缺 点 就 是 回 弹 ， 需 要 对 回 弹原 ３ ． １ Ｖ 形弯曲回弹角与板材轧制方 向的关系。实验中， 分别对厚度 因以及解决方法进行研究。 ２ ｍｍ 、弯 曲半径 ２ ． ５ Ｉ ｌ ｌ ｍ 时屈服强度 与回弹角 的关 系。和厚度 １铝 合金 板材 弯 曲成 形 的简 单概括 ５ ｍｍ 、 弯 曲半径 ３． ５ ｍｍ 时屈服强度与回弹角 的关 系进行分析 ， 从 铝合金板材在我国的汽车、 航空等制造行业中应用范围非常广 ， 尤 两次屈服强度 、弯曲半径对回弹角的比较中可知 ， ５ ０ ８ ３铝合金的 其是汽车制造领域 中使用率以达到所有制造材料总数量的一半以上 ， 材料特性对其回弹角有影响， 屈服强度越大其回弹角也越大。 铝合金板材使用性能在汽车制造过程 中发挥的也非常好， 其硬度 、 性 ３ ． ２ Ｖ形弯曲回弹角与弯曲角的关 系。随着弯曲角 的增加 ， 板材弯 经过加工均可满足汽车制造要求。 在制造过程中， 铝合金板材加工工艺 曲成形后其回弹角逐渐减小 ， 在弯曲半径 ２． ５ ｍｍ、 弯曲角 １ ２ ０。 甚至出现负 回弹角一 ０． ８ ２。 ； 对于不同轧制方向的试样来说 ， 回 中冲压成形应用效果 比较好 ， 已得到汽车企业的重视 ， 并对其工艺不断 时， 加强研究力度 ， 汽车冲压件形成的质量直接影响着汽车的外观 、 结构性 弹角大小是不同的， 与轧制方 向成 ０。的板材回弹角是最大的， ４ ５。 能以及组装效果 ，同时对汽车制造成本以及车型创新也有很重要的影 是最小的， 这与上述的数据相吻合 。 ３ ． ３ Ｖ形弯曲回弹角与相对弯 曲半径的关系。随着相对弯曲半径的 响。 就当下而言 ， 薄板 冲压成形 中最常见的质量问题有三点 ： 破裂 、 起 增加 ， 弯曲回弹角增加； 对于不同轧制方向的试样来说 ， 回弹角大小是 皱、 回弹。其中回弹已成为质量问题 中最常见 的现象 ， 起回弹控制难度 不同的， 与轧制方向成 ０ 。的板材回弹角是最大的。 ３ ４ｖ形弯曲部分板材减薄现象。 分析板材厚度为 ２和 ５ ｍｍ 时 非常高， 回弹可造成弯曲工艺质量直接下降 ， 因此 ， 在弯曲工艺中应对 回弹控制加以重点研究 。 根据多年来铝合金板材加工过程中， 对弯 曲变 不同弯 曲半径 、 不同弯曲角 、 不 同轧制方向下的铝合金板材弯曲减薄现 相同型号的试样， 弯曲半径越小 ， 则弯曲减薄量 形的现象分析得知 ， 每一次弯曲变形后都会产生不 同程度的回弹角， 回 象。对于相同的弯曲角 、 弯曲角度越大则减薄量越大。 弹问题的发生就会直接导致零件成型的标准 ， 其精度降低的同时 ， 也加 越大。而使 用相同尺寸的弯曲半径时 ， ３ ． ５ 去应力退火后板材 回弹角的变化情况。 焊接件、 切削加工件和变 大了试模 、 修模以及成形后校正等环节 的工作量 ， 因此 ， 需要对回弹问 题采用正确的解决方法 ， 这也是本次研究铝合金板材弯曲成型性能研 形加工件往往有较大的残余应力。残余应力的存在造成合金成分和组 织性能稳定性的下降， 同时应力腐蚀倾 向显著增加 ， 而且合金零件易超 究的最终 目的。 近年来 ，我国相关部门联合国外的一些著名研究专家针对弯曲回 差变形 ， 因此必须进行去应力退火。 弹分析与研究工作正在全面展开 ，并经过多次试验取得了有效的科学 ４控制回弹措施 回弹值与材料的屈服强度 盯 ｓ成正比，对于本实验所选的材料 ， 结果 ， 主要研究的内容可以归纳为三个方面， 第一方面是针对理论 ｆ 生 的 ５ ｏ时， 其 回弹角是最小的 ， ０ 。时是最大的； 因而 研究 ， 结合塑性理论对弯 曲成形工艺进行简化 ， 或者是对零件加工过程 当与轧制方向成 ４ 进行简化 ， 并构建科学 、 适 当的力学模型 ， 对典型的弯曲成形进行试验 在实际选材时可采用屈服强度小的材料 。 弯曲件变形程度可 由弯曲半径 ｒ与材料厚度 ｔ的比值来表示 ， 分析 ，利用解析方法 、数值方法等相关计算方法进行回弹问题原因解 回弹现象越严重 ， 因此， 在保证弯曲件不 答， 从而得知弯曲成形过程中回弹现象的理论性知识结果 ； 第－ － －Ｗ面是 即相对弯曲半径 ｒ／ ｔ越大， 利用有限元模拟进行弯曲成形的回弹问题分析 ，也就是常说的数值模 开裂的条件下减小压弯凸模的圆角半径是减小回弹的有效方法。 由上述实验结果也发现 ｖ形弯曲部分会 出现减薄现象 ， 这对材料 式试验 ； 第三方面是采用实验方法 ， 对回弹现象发生原因 、 发生过程以 减薄量与板材的塑性应变比有关 ， 塑性 及结果进行观察与分析研究 ， 模拟 回弹工程控制， 对实验 中板材轧制方 制品性能也会产生一定的影响， 减薄量越小 ， 因此在选材时可以考虑选择塑 陛应变 比较大 向、 弯曲角 、 相对弯 曲半径等因素进行分析 ， 得 出与回弹成形之间的关 应变 比越大 ，
科 技 论 坛
・ ９ ９・
铝合Hale Waihona Puke Baidu板材弯 曲成型性 能
张箭冲 王连友 张辉玲 张兴禹 （ 东北轻合金 有限责任公 司， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ６ ０ ） 摘 要： 针对 ５ ０ ８ ３铝合金 板材的 Ｖ形 弯曲进行研 究 ， 并 以该铝合金板材弯 曲成型的几种影响 因素进行有效分析 ， 通过对铝合金板材 弯曲变形 实验分析 ， 得 出结果是 ５ ０ ８ ３ 铝合金板材 的弯曲回弹角大小与屈 服强度有直接 关系， 其屈服强度越 大回弹角就会越 大 ， 或者 弯曲 半径加大也会产生回弹角增加 的现 象； 回弹角的减小主要 影响 因素有 两点一是 弯曲角加大 ， 二是 开口度增加等。