【摘要】：钣金件弯曲回弹问题一直是弯曲件生产中要解决的关键问题。本文分析了钣金弯曲加工过程中发生弯曲回弹现象的原因、影响回弹量的因素，阐述了减小回弹的措施，并针对以上原因研究了冲压成形模具结构设计中几种校正回弹的措施，来减小或补偿由于回弹所造成的误差。

　　关键词： 钣金件 回弹 冲压 模具

　　在钣金冲压折弯成形加工工艺中，板料的回弹问题是最常见的缺陷，也是弯曲工艺中的一个技术难点，严重影响成形件的尺寸精度和形状精度，传统的解决方案就是采用多次反复的修模、试模，甚至多次的设变凸凹模仁的工作尺寸的方法来改善成形工艺，因此造成产品的生产效率低、成本高，生产周期长，严重制约着模具工业的发展。因此在模具设计时能准确的预测产品弯曲回弹并对回弹进行有效的校正措施，这样就可以大大减少修模、试模次数，从而降低了产品的生产成本和缩短了新产品的开发周期。

　　1板料成形加工中回弹的产生及形式

1.1回弹的产生

在板料的成形过程中，在凸模压力的作用下产生弯曲变形，同时伴随着产品的塑性变形和弹性变形，弯曲过程结束后，塑性变形保存下来，而弹性变形则发生回复，导致弯曲变形区外区因弹性回复而缩短，内区因弹性回复而伸长，产生了弯曲件的弯曲角度和弯曲半径与产品理论尺寸不一致的现象，这种现象就是弯曲回弹。弯曲回弹的主要原因是由于材料弹性变形所引起的。板料弹塑性弯曲时，内层受压应力，外层受拉应力，尽管这两种力超过了材料的屈服应力σ，在从拉应力过度到压应力时，其中有一段应力小于屈服应力σ产生弹性变形区即长度不变的中性层区。此时中性层仍然处于弹性变形阶段，于是弯曲件卸载后工件必然产生弹性回复。即板料在弯曲时，在塑性变形中含有弹性变形的成分，因此在卸载后变形中含有部分的弹性回复。

1.2回弹形式

弯曲件的回弹现象通常有两种形式：一种是产品的弯曲半径变大，指板料冲压后曲率半径由回弹前r变为回弹后的r即正回弹;另一种是弯曲中心角变小，指板料冲压后弯曲中心角由回弹前的α(凸模的中心角度)变为回弹后的实际中心角α即负回弹。弯曲中心角的变化值称为回弹角△α，△α=α-α，如图1所示 。

　　图1 弯曲回弹

2影响弯曲回弹的因素 材料的力学性能。根据材料力学中的拉伸曲线图，卸载时弹性应变量与材料的屈服极限成正比，与弹性模量成反比。 材料的相对弯曲半径R/t。板料厚度一定时，弯曲半径R越大，材料厚度t越小，则相对弯曲半径R/t越大，回弹越大。 校正力的大小。校正力越大则回弹越小。 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，由于弯曲时各部分相互牵制的作用力越大，回弹量就越小。一般Z字形折弯回弹量比U形件小，而U形件的回弹量又比V形件小。 工件的弯曲中心角度α。弯曲中心角α越大，则回弹也越大。 模具间隙。在弯曲U形件时，凸凹模间隙对弯曲件的回弹量有直接影响，间隙越小，回弹量就越小。 3控制回弹的措施

　　由于材料的力学性能和厚度的波动，要完全消除弯曲件的回弹是不可能的。基于以上回弹产生的原因和影响因素，必须在产品设计上、弯曲工艺上以及在模具机构设计上加以改善，来减小或补偿回弹所造成的误差。本文主要详细介绍在模具结构设计上对控制弯曲回弹的措施。

　　3.1改进产品弯曲设计工艺

　　3.1.1产品设计尽量设计成有利于弯曲变形的弯曲形状，适当的增加工艺槽，并尽量避免选用过大的相对弯曲半径r/t，如图2所示。

　　3.1.2在产品适当的弯曲部位压制加强筋，以增加弯曲件的刚度，如图3所示。

　　图2 改善产品弯曲设计工艺

　　图3 改善产品弯曲设计工艺

　　3.1.3尽量选用弹性模量大、屈服极限小的材料，选用力学性能稳定和板料厚度波动小的材料。

3.2采用适当的弯曲工艺

　　3.2.1 采取校正弯曲代替自由弯曲。即在模具中进行多次的冲压校正。

　　3.2.2 必要时对冷却硬化的材料进行退火处理，降低其屈服点。

　　3.2.3 对于相对弯曲半径很大的弯曲件，应采用拉弯工艺。就是在工件弯曲之前先使坯料承受一定的拉伸应力，其数值使坯料截面内的应力稍大于材料的屈服强度，使其弯曲时截面内外层的内应力均为拉应力，随后在拉力的作用下同时进行弯曲，可以减小弯曲的回弹，如图4所示。

　　图4 拉弯工艺减小回弹

3.3 在模具设计机构上采取不同的措施减少回弹量

　　3.3.1在模具成形零件的工作尺寸和形状上的改进，以控制弯曲件的回弹

　　(1)对于厚材料(t≥0.5mm)，可把凸模做成局部凸起的形状，是凸模的作用力集中作用在回弹变形区，达到减小回弹的目的，如图5所示。

　　图5 凸模局部凸起

　　(2)根据工件不同的弯曲形状，可预先估算或试验或查表法得到该坯料的回弹角度△α值，通过修正凸凹模的工作尺寸或外形，对弯曲回弹进行控制和补偿，使工件达到图纸的设计要求之目的。

　　①V形、L形件弯曲，可以在凸模或凹模工作零件上同时减小一个回弹角 △α，致使产品折弯回弹后符合产品的尺寸要求，这种方法适用于材料较厚或弯曲半径较大的材料。如图5所示，若此种设计不足以控制回弹量，可以通过改善凸凹模的工作零件的形状来控制回弹量，使产品折弯尺寸符合规格要求。如图6所示，增加凹模凸筋，大大地减小了产品的回弹量。

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