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沖壓折彎加工過程中,為確保零件精度和性能,需重點避免以下六類變形問題,并采取針對性控制措施:
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一、回彈變形
現象:折彎后零件角度或曲率與模具設計值不符,通常表現為角度增大(如90°折彎后反彈至95°)。
原因:
材料彈性恢復:金屬在塑性變形后,彈性應變部分恢復導致形狀變化。
模具間隙過大:折彎時材料未充分貼合模具,釋放后回彈加劇。
材料性能差異:高強度鋼、不銹鋼等材料回彈量顯著大于低碳鋼。
控制措施:
模具補償設計:根據材料回彈量預先調整模具角度(如補償2°-5°)。
增加壓邊力:通過壓料板或液壓裝置限制材料流動,減少彈性恢復。
選擇低回彈材料:如采用深沖鋼(DC01)替代高強度鋼,或通過熱處理降低材料彈性。
工藝優化:采用多次折彎或局部加熱(如激光輔助折彎)減少回彈。
二、扭曲變形
現象:折彎后零件平面發生旋轉或翹曲,導致裝配困難。
原因:
不對稱折彎:單邊折彎或非對稱結構導致應力分布不均。
材料各向異性:軋制方向與折彎方向不一致時,變形阻力差異引發扭曲。
殘余應力:沖壓過程中材料內部應力未充分釋放。
控制措施:
對稱折彎設計:采用雙邊同步折彎或對稱結構平衡應力。
控制軋制方向:確保折彎線與材料軋制方向垂直(如L向折彎)。
去應力處理:折彎后通過振動時效、退火或噴丸處理消除殘余應力。
增加工藝孔:在扭曲敏感區域設計工藝孔或槽,引導變形方向。
三、起皺與破裂
現象:
起皺:折彎內側材料堆積形成波浪紋(常見于薄板或大半徑折彎)。
破裂:折彎外側材料過度拉伸導致裂紋(常見于小半徑或高強度材料)。
原因:
折彎半徑過小:材料拉伸或壓縮超過極限。
潤滑不足:摩擦力增大導致局部應力集中。
材料厚度不均:薄厚差異引發變形不協調。
控制措施:
優化折彎半徑:根據材料厚度選擇最小折彎半徑(如低碳鋼通常為1.5倍板厚)。
改善潤滑條件:使用專用折彎油或石墨涂層減少摩擦。
預處理材料:校平板料厚度,去除氧化皮或毛刺。
分步折彎:對復雜形狀采用多道次折彎,逐步成型。
四、尺寸偏差
現象:折彎后零件長度、寬度或孔位尺寸超出公差范圍。
原因:
模具磨損:長期使用導致模具間隙增大或尺寸變化。
材料回彈:未補償的回彈量累積為尺寸誤差。
設備精度:折彎機滑塊行程或定位系統誤差。
控制措施:
定期維護模具:檢測并修復磨損部位,確保模具尺寸穩定。
在線檢測與補償:使用激光測量或傳感器實時監控尺寸,通過數控系統自動調整。
校準設備:定期校準折彎機壓力、行程和定位系統。
預留加工余量:在關鍵尺寸處預留0.1-0.3mm余量,后續精加工修正。
五、表面損傷
現象:折彎后零件表面出現劃痕、壓痕或變色。
原因:
模具表面粗糙:未拋光或長期使用導致表面缺陷。
材料表面狀態:氧化皮、銹蝕或油污加劇摩擦損傷。
潤滑劑污染:潤滑劑中雜質劃傷表面。
控制措施:
模具表面處理:采用鍍鉻、氮化或激光硬化工藝提高表面硬度與光潔度。
清潔材料與模具:折彎前去除氧化皮、油污等雜質。
使用純凈潤滑劑:選擇無顆粒雜質的專業折彎油。
增加保護層:對高精度零件表面貼保護膜或涂覆臨時涂層。
六、殘余應力引發的變形
現象:折彎后零件在存放或使用過程中逐漸發生形狀變化(如彎曲、扭曲)。
原因:
塑性變形不均勻:材料內部應力分布失衡。
加工硬化:折彎區域硬度升高,應力釋放緩慢。
控制措施:
優化工藝參數:控制折彎速度、壓力與溫度,減少應力集中。
去應力退火:對高精度零件進行低溫退火(如300-400℃保溫1-2小時)。
自然時效:將零件放置在室溫下數天至數周,讓應力自然釋放。
機械振動處理:通過振動臺加速殘余應力松弛。