彎曲回彈

確定工件的回彈值，是為了采取相應(yīng)的措施來(lái)克服回彈，以使彎曲工件達(dá)到圖紙要求的精度。確定回彈值的方法有查圖法、查表法和計(jì)算法，一般來(lái)說(shuō)都是近似的。不論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，對(duì)回彈的研究仍在繼續(xù)。由于回彈涉及的因素多，較為復(fù)雜，還沒(méi)有一個(gè)精確的計(jì)算公式。故對(duì)于回彈值的控制一般均是用不同結(jié)構(gòu)的模具來(lái)修正，主要是在試模中予以修正的。

選擇彎曲性能好的材料

用屈服極限小、彈性模量大的材料作為彎曲件，可獲得較高的彎曲質(zhì)量。此外，坯料的厚度公差大小，表面質(zhì)量的優(yōu)劣和平面度的好壞，都對(duì)彎曲回彈有較大的影響。對(duì)彎曲精度要求高的工件，也要對(duì)坯料此方面的質(zhì)量加以篩選。

選擇較小的相對(duì)彎曲半徑

r/t值小，表明變形程度大。一般在r/t≤3-5時(shí)，認(rèn)為板料的彎曲區(qū)已全部進(jìn)入塑料狀態(tài)。較小的彎曲半徑對(duì)減燭回彈有利，但過(guò)小的彎曲半徑會(huì)使彎曲區(qū)破裂。資料上給出的材料最小彎曲半徑主要是絕對(duì)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可作為板金設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)工件彎曲半徑的參考依據(jù)。

選擇需要的模具間隙

V型彎曲，其間隙值是靠高速機(jī)床來(lái)實(shí)現(xiàn)的，與模具本身無(wú)關(guān)。

而對(duì)U型彎曲來(lái)說(shuō)，

其回彈隨凹模開(kāi)口深度增大而減少，隨模具間隙減小而回彈量減小。若彎曲精度高的工作，可

以取彎曲單邊間隙值為Z=t；若需要更高的彎曲精度，采用帶有稍許變薄的彎曲，對(duì)減少回彈會(huì)更有用。因?yàn)榱汩g隙或負(fù)間隙彎曲，可以改變板料的應(yīng)力狀態(tài)，使其由普通的彎曲轉(zhuǎn)化為具有拉彎性質(zhì)的彎曲，使壞料的中性層內(nèi)側(cè)壓應(yīng)力狀態(tài)，從而坯料整個(gè)截面在切向均處于拉應(yīng)力狀態(tài)，卸載后內(nèi)外側(cè)纖維回彈相互抵消，可減小回彈（圖2）。所以采用拉彎工藝及可調(diào)間隙的模具，對(duì)控制回彈是很有好處的。

設(shè)計(jì)合理的工件形狀

U型彎曲件比V型件回彈量小。工件形狀復(fù)雜，各部分間相互牽扯多，回彈困難。所以？型回彈量比U型小。若在彎曲處壓制出適宜的加強(qiáng)筋，則回彈量更小。因此對(duì)彎曲件進(jìn)行翻邊或疊邊處理，既可以提高剛度，又能減小回彈。

采用合適的組織狀態(tài)

冷作硬化后的材料，彎曲回彈量大。對(duì)精度要求高的彎曲件其坯料有冷作硬化，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行退火處理，再?gòu)澢?。在需要且又允許的情況下，應(yīng)對(duì)較厚坯料的工件采用加熱彎曲消除回彈。

采用校正彎曲正式

校正彎曲回彈角明顯小于自由彎曲，且校正力愈大，回彈愈小。這是因?yàn)樾Ｕ龔澢⑹箾_壓力集中在彎曲變形區(qū)，迫使金屬內(nèi)層金屬受擠壓，則板材被校正后，內(nèi)外層纖維都被伸長(zhǎng)，卸載后都要縮短。由于內(nèi)外層的回彈趨勢(shì)相反，回彈量將減小，從而達(dá)到克服或減少回彈的目的。故校正彎曲，是與拉彎性質(zhì)相似的一種彎曲方式，其應(yīng)用范圍顯得更大一些。一般校正彎曲凸模多采用圖3的形狀。

在模具上采取措施

補(bǔ)償法控制回彈

補(bǔ)償法控制回彈是根據(jù)彎曲件回彈方向和回彈量的大小，控制模具工作部分的幾何形狀與尺寸，使工件彎曲后回彈得到補(bǔ)償。例如對(duì)彎曲較大的U形件，可將凸模端面或頂板表面制成圓孤?tīng)?、或?qū)⑼埂寄Ｖ瞥梢欢ń嵌鹊膬A斜面，從而卸載時(shí)被彎曲成的圓孤處或傾斜處產(chǎn)生的變形，可以補(bǔ)償兩個(gè)圓角的回彈變形。（圖4）

由此擴(kuò)展，利用彎曲補(bǔ)償法可以彎曲常規(guī)方法難以彎曲的工件。對(duì)圖6所示的形狀，兩邊緊貼，沒(méi)有成形空間。利用變形回彈及校正補(bǔ)償?shù)姆椒?，可以變曲?

如圖5、圖6所示，

第一步將凸、凹模底部制成弧形，其弧長(zhǎng)展平應(yīng)等

于工件底邊直線長(zhǎng)。第二步再用平底凸、凹模校平即可。校正補(bǔ)償可以通過(guò)斜楔式或鉸鏈或模具結(jié)構(gòu)，使補(bǔ)償作用更易于實(shí)現(xiàn)。例如對(duì)圖4中a所示的凸、凹模均制成一定

傾斜面，工件脫模困難，當(dāng)制成一定傾斜

面，工件脫模困難，當(dāng)制成圖7所示的鉸鏈?zhǔn)綇澢＃瑒t不存在上述困難。

采用聚氨酯橡膠彎曲模

對(duì)坯料較薄的工件，可以用聚氨酯橡膠模進(jìn)行彎曲，其控制回彈量

效果好。因?yàn)榫勐弱ハ鹉z彎曲模不但可以獲得無(wú)間隙彎曲，甚至可以達(dá)到類似拉深狀態(tài)的彎曲，因而彎曲質(zhì)量高。

例如圖10所示的聚氯酯橡膠彎曲模。毛坯在模具中受到由上而下的沖壓力P作用，而在兩側(cè)分別受到壓力F與摩擦力FU的作用。FU是毛坯與聚氯酯橡膠相互摩擦而引起的。彎曲過(guò)程中壓力F隨工件壓入深入增大而增大，F(xiàn)U當(dāng)然也隨之增大。正是由于FU存在，改變了毛坯內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)下的分布。如圖11所示，圖11a為鋼模塑性彎曲時(shí)毛坯內(nèi)部切向應(yīng)力分析，圖11b為摩擦力FU引起的摩擦拉應(yīng)為σF的分布，而在聚氨酯橡膠彎曲中，毛坯內(nèi)部應(yīng)力分布為上述兩種應(yīng)力迭加（圖11c）。顯然σF改變了毛坯內(nèi)部應(yīng)力分布規(guī)律，使應(yīng)力中性層的位置向內(nèi)層移動(dòng)，顯然增大了外層拉應(yīng)力分布區(qū)域，減小了內(nèi)層壓應(yīng)力分布區(qū)域，因此比鋼?；貜椓恳?。

采用斜楔彎曲模

斜楔彎曲模采用擠壓校正彎曲的方法，一般來(lái)說(shuō)是可以獲得較高質(zhì)量彎曲件的。

圖12是內(nèi)斜楔彎曲模。從圖中可以看出在兩活動(dòng)凸模彎曲即將結(jié)束時(shí)，由內(nèi)斜楔作用，再對(duì)U形彎曲件角部進(jìn)行擠壓校正，因而精度較高。類似結(jié)構(gòu)的彎曲模還有很多，比如說(shuō)還可以利用外斜楔對(duì)彎曲角進(jìn)行擠壓校正。

圖13是。開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)凹模2、5在彈簧4的作用下張開(kāi)，且凸模1與凹模間的間隙Z等于板料厚度。凸模1下行將毛坯在凹模2、5間變曲成形。這里值得注意的是：①凹模與模座間的斜度以20°左右為好；②彈簧4的反力要大于工件所需要的彎曲力。當(dāng)凸模的兩肩臺(tái)與凹模上平面相接時(shí)，便近使凹模沿模座的斜面下滑并向中間收攏，進(jìn)而對(duì)工件進(jìn)行擠壓校正。由于凸、凹模作了回彈補(bǔ)償，工件成形回彈后可得到直角的彎曲件。

幾種較新的彎曲模具結(jié)構(gòu)

對(duì)U形彎曲，最近夏華等人認(rèn)為采用圖14所示的大圓角凹模、與小圓角的凸模，對(duì)彎曲件角部進(jìn)行變薄彎曲，使之成為全塑性彎曲。

此外，。所有這些措施，可使彎曲件回彈量減小，表面質(zhì)量也很高。

李文棟等人最近設(shè)計(jì)出一次成形？，如圖15所示該模具彎出的零件挺直，形狀與尺寸精度也較高。成功的關(guān)鍵是減少了彎曲阻力，亦即圖示中的α角要小，同時(shí)凹模圓角半徑要大。如圖所示，凸模是由固定凸模1和浮動(dòng)凸模4組成。浮動(dòng)凸模浮動(dòng)一個(gè)距離So S 愈大，α角愈小，對(duì)彎曲愈有利。但還有一點(diǎn)須注意，在初始彎曲瞬間要保證零件翻轉(zhuǎn)后略超出固定凸模E點(diǎn)。

對(duì)板料較厚的常見(jiàn)的V型、U型、Z型及？型彎曲件，采用全形鐓校彎曲模具較好（圖16）。其應(yīng)力是否可以看作是一個(gè)純塑性彎曲疊加一個(gè)較大的較正應(yīng)力，可以認(rèn)為全形鐓校后的彎曲應(yīng)力是由全部的單一應(yīng)力構(gòu)成，因而幾乎不出現(xiàn)回彈現(xiàn)象，可獲得高質(zhì)量的彎曲工件。

級(jí)進(jìn)模中克服彎曲回彈的措施

級(jí)進(jìn)模，尤其是很多工位的級(jí)進(jìn)模，一般均是高效、精密的模具，造價(jià)高。若一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)模具報(bào)廢。因而級(jí)進(jìn)模中對(duì)彎曲工步處理也是相當(dāng)慎重的。例如對(duì)90°彎曲為求得彎曲精度和防止回彈，所以分成兩步：第一步彎45°，第二步彎成90°（圖17a）。圖，7b為？形彎曲，先將兩端彎成V型，再?gòu)澢尚?。?duì)復(fù)雜形狀彎曲，甚至要預(yù)留工位以便有機(jī)會(huì)進(jìn)行補(bǔ)救。采用角部鐓剁校正法來(lái)克服或減小回彈是級(jí)進(jìn)模中常用方法。此法是在彎曲行程終了，對(duì)工件彎曲角處施加一定的擠壓力，近使彎曲處內(nèi)層的金屬產(chǎn)生切向拉深應(yīng)變，使之內(nèi)外層應(yīng)變相同、回彈相抵消等。此外尚有用拉壓方法進(jìn)行彎曲、側(cè)向加壓等方法來(lái)校正、克服回彈，以達(dá)到高精度的彎曲件。

管材彎曲中克服回彈的措施

常用的彎管方法有四種：壓彎、滾彎和擠彎。在彎管中，除了需要解決外緣裂、內(nèi)圓皺、管徑扁的問(wèn)題外，還有一個(gè)非常重要的問(wèn)題，那就是克服管子彎曲中的回彈問(wèn)題。

為了保證彎管質(zhì)量，在變管模設(shè)計(jì)中必須預(yù)先估算出回彈值的大小，然后經(jīng)以適合的預(yù)回彈量，以保證卸載后彎曲件的彎曲半徑和彎曲角度符合設(shè)計(jì)的要求，以免除人工整形的麻煩。

因此彎管中克服回彈的方法同板料彎曲是相同的。第一步想辦法估算出管子曲率回彈值△P，角度回彈值△α，作為設(shè)計(jì)模具進(jìn)行補(bǔ)償?shù)囊罁?jù)，第二步通過(guò)試模最后加以修正。例如繞彎時(shí)曲率回彈值△P，角度回彈值△α可以分別按下式計(jì)算：

△P=(σs*Sx/E*Jx) (D/E*ρ)

△α=(σs*Sx/E*Jx D/E)*α

式中：σs——材料近似實(shí)際應(yīng)力曲線的屈服極限；

D——材料的應(yīng)變量模量；

Sx——型材截面積對(duì)x軸的靜矩；

Jx——型材截面積對(duì)x軸的慣性矩；

α——回彈前的彎曲角；

ρ——回彈前的曲率半徑

彎曲回彈的表現(xiàn)形式有幾種？

回彈的表現(xiàn)形式有兩種，如圖1所示。

(1)曲率減小曲率由卸載前的1/ ρ減小至卸載后的1/ρ?；貜椓喀=1/ ρ-1/ρ。

(2)彎角減小彎曲角由卸載前的α減小至卸載后的α ?；貜椊恰鳓?= α-α。

回彈包括角度回彈及曲率回彈兩個(gè)方面，此是彎曲變形區(qū)與不變形區(qū)兩部分回彈綜合效應(yīng)的結(jié)果。影響回彈的因素很多，主要有：①材料的機(jī)械性能σs、Eoσs愈高、E值愈小，彎曲回彈愈大；②變形程度r/t。在其相同的條件下，角度回彈量隨r/t值增大而增大；曲率回彈量則隨r/t值增大而減少；③彎曲中心角αo彎曲中心角α大，回彈角大；④模具間隙Z。凸、凹模間隙大，回彈量大；⑤彎曲方式。自由彎曲回彈量大，較正彎曲回彈量小，全形鐓校彎曲回彈量最??；⑥工件形狀及材料組織狀態(tài)。形狀復(fù)雜，相互牽扯多回彈量小，冷作硬化后回彈量大；⑦模具結(jié)構(gòu)及壓邊力大小。壓邊力大，工件彎后回彈量小。

常溫下的塑性彎曲和其它塑性變形一樣，在外力作用下產(chǎn)生的總變形由塑性變形和彈性變形兩部分組成。當(dāng)彎曲結(jié)束，外力去除后，塑性變形留存下來(lái)，而彈性變形則完全消失。彎曲變形區(qū)外側(cè)因彈性恢復(fù)而縮短，內(nèi)側(cè)因彈性恢復(fù)而伸長(zhǎng)，產(chǎn)生了彎曲件的彎曲角度和彎曲半徑與模具相應(yīng)尺寸不一致的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象稱為彎曲件的彈性回跳（簡(jiǎn)稱回彈）。回彈是彎曲成形時(shí)常見(jiàn)的現(xiàn)象(圖略)。但也是彎曲件生產(chǎn)中不易解決的一個(gè)棘手的問(wèn)題。

回彈儀，一些國(guó)家稱施密特錘。是地質(zhì)人員可隨身攜帶的代錘工具，能在現(xiàn)場(chǎng)或室內(nèi)快速測(cè)定巖體(或巖塊)表面硬度，獲得回彈值(或稱回彈指數(shù))，根據(jù)回彈指數(shù)(N)與巖塊抗壓強(qiáng)度的相關(guān)性分析，求得巖石抗壓強(qiáng)度(R.)。

回彈法的基本原理是使用回彈儀的彈擊拉簧驅(qū)動(dòng)儀器內(nèi)的彈擊重錘，通過(guò)中心導(dǎo)桿，彈擊混凝土的表面，并測(cè)得重錘反彈的距離，以反彈距離與彈簧初始長(zhǎng)度之比為回彈值R，由它與混凝土強(qiáng)度的相關(guān)關(guān)系來(lái)推定混凝土強(qiáng)度。該方法具有檢測(cè)儀器簡(jiǎn)便、靈活、準(zhǔn)確、可靠、 操作簡(jiǎn)單、對(duì)混凝土勻質(zhì)性反映較明顯、方法統(tǒng)一、代表性高等優(yōu)點(diǎn) 。對(duì)于比較重要的公共結(jié)構(gòu)或者其他有特殊要求的重要工程，不宜采用鉆芯法來(lái)進(jìn)行混凝土強(qiáng)度檢測(cè)時(shí)，回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度就成為了判定混凝土結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度的主要依據(jù)，在混凝土的施工質(zhì)量控制中發(fā)揮了重要作用。超聲 － 回彈綜合法是利用超聲法檢測(cè)和回彈法檢測(cè)的各自特點(diǎn)，將兩種檢測(cè)方法相結(jié)合的一種綜合檢測(cè)法。由于聲速值與回彈值兩項(xiàng)評(píng)價(jià)參數(shù)的結(jié)合，降低了單一指標(biāo)評(píng)價(jià)時(shí)的影響因素對(duì)混凝土強(qiáng)度推定的影響程度，擴(kuò)大了超聲回彈綜合法的適用范圍，提高了其檢測(cè)精度。