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Il processo e le caratteristiche della deformazione a flessione

Processo di deformazione a flessione

In questo capitolo, la flessione a V viene presa come esempio per illustrare il processo di deformazione a flessione, come mostrato in Fig. 1-1. All'inizio della piegatura, il raggio di piegatura interno del grezzo è maggiore del raggio del raccordo del punzone. Quando il punzone viene premuto, il bordo dritto del grezzo si avvicina gradualmente alla superficie a V della matrice e il raggio all'interno della piegatura viene gradualmente ridotto, ovvero

R₀＞r₁＞r₂＞r

Allo stesso tempo, il braccio del momento flettente viene gradualmente ridotto, ad es

l₀＞l₁＞l₂＞l_K

quando il pugno, il grezzo e il dado sono completamente pressati insieme, il raggio di curvatura e il braccio di piegatura all'interno del grezzo raggiungono il minimo e il processo di piegatura termina.

La piegatura è divisa in piegatura libera e piegatura di correzione. La piegatura libera significa che quando la piegatura finisce, il punzone, la matrice e il grezzo sono coerenti, il punzone non viene più premuto. La flessione di correzione si riferisce al punzone, alla matrice concava e al grezzo tre coerenti, il punzone continua a premere verso il basso, in modo che il grezzo abbia un'ulteriore deformazione plastica, in modo da correggere le parti piegate.

Caratteristiche di deformazione a flessione

Per osservare il flusso del metallo quando la lamiera viene piegata e per analizzare le caratteristiche di deformazione del materiale, è possibile posizionare una griglia quadrata sulla superficie laterale della lamiera prima della piegatura. La rete viene solitamente realizzata mediante incisione meccanica o incisione fotografica, quindi le dimensioni e le variazioni di forma della rete prima e dopo la piegatura vengono osservate e misurate utilizzando un microscopio utensile, come mostrato in Fig. 1-2.

Prima della piegatura, le linee laterali del materiale sono tutte linee rette, che formano un reticolo quadrato di dimensioni uniformi, e la lunghezza della linea della griglia longitudinale aa=bb. Dopo la piegatura, osservando i cambiamenti della forma della maglia, si può notare che la deformazione di piegatura presenta le seguenti caratteristiche.

1. La parte di raccordo curva è l'area principale di deformazione a flessione.

Dopo la piegatura, la parte piegata viene divisa in due parti: l'angolo arrotondato e il bordo dritto. La deformazione si verifica principalmente nell'intervallo dell'Angolo centrale di flessione α e sostanzialmente non vi è alcuna deformazione al di fuori dell'Angolo centrale.

2. Nella zona di deformazione, il grezzo ha una deformazione nelle tre direzioni di lunghezza, larghezza e spessore, ma la deformazione non è uniforme.

• Direzione della lunghezza

La griglia viene modificata da quadrato a ventaglio, la lunghezza del lato vicino alla matrice (area esterna) viene estesa, la lunghezza del lato vicino al punzone (area interna) viene accorciata, ovvero l'arco bb＞ segmento di linea bb , arco aa ＜ segmento di linea aa. Dalle superfici interna ed esterna al centro del grezzo, il grado di accorciamento e allungamento diminuisce gradualmente. Tra le due zone di deformazione di accorciamento e allungamento deve esserci uno strato la cui lunghezza non cambia prima e dopo la deformazione. Questo strato è chiamato strato neutro di deformazione.

• Direzione dello spessore

Lo spessore dell'area interna aumenta e lo spessore dell'area esterna diminuisce, ma poiché il punzone dell'area interna compatta il grezzo, la deformazione della direzione dello spessore è più difficile, quindi l'aumento dello spessore interno è inferiore all'assottigliamento dello spessore esterno , in modo che lo spessore del materiale nell'area di deformazione a flessione diventi più sottile in modo che lo strato neutro del grezzo si sposti verso l'interno.

• La direzione della larghezza

Ci sono due casi: uno è la piegatura della lastra stretta (b/t≤3), e la deformazione nella direzione della larghezza non è vincolata, e la sezione diventa una forma a ventaglio con una larghezza interna e una larghezza esterna; l'altro è la flessione della piastra larga (il rapporto tra la larghezza del grezzo e lo spessore b/t＞3), e la deformazione del materiale nella direzione della larghezza è limitata dal metallo adiacente e la sezione trasversale è quasi invariato e sostanzialmente rimane un rettangolo, come mostrato in Fig. 1-3 (a) e (b) mostrano i cambiamenti della sezione in due condizioni.

Poiché la sezione della zona di deformazione della piastra stretta è distorta durante la piegatura, è necessario aggiungere procedure ausiliarie successive quando è richiesta la dimensione laterale della parte piegata o è necessario cooperare con altre parti. La maggior parte della piegatura nella produzione effettiva appartiene alla piegatura di lamiere larghe.

Analisi della qualità dei pezzi piegati

Crepa piegante

1.Raggio minimo di curvatura

Il raggio di curvatura si riferisce al raggio di curvatura all'interno della parte da piegare, r come mostrato in Fig. 1-3. Dalla deformazione di piegatura si può vedere che l'esterno del materiale in foglio viene allungato durante la piegatura. Quando la sollecitazione di trazione all'esterno supera la resistenza alla trazione del materiale, si verificherà una crepa all'esterno del materiale in lamiera. Questo fenomeno è chiamato crepa piegata.

A parità di spessore della lamiera, se la parte piegata è piegata e fessurata è principalmente correlato al raggio di curvatura r. Minore è r, maggiore è il grado di deformazione a flessione. Pertanto, esiste un raggio minimo di curvatura r_min che può garantire che la fibra esterna non produca crepe da flessione. In altre parole, il raggio minimo di raccordo che può essere piegato nella superficie interna del pezzo a condizione che il materiale in lamiera non si distrugga è chiamato raggio minimo di curvatura r_min, ed è usato per esprimere il limite di formatura durante la piegatura.

Il raggio minimo di curvatura r_min è influenzato dalle proprietà meccaniche del materiale, dalla qualità della superficie e della sezione della lastra, dallo spessore della lastra, dalla larghezza della lastra, dall'angolo del centro di piegatura e dalla direzione della linea di piegatura. Poiché l'influenza dei suddetti fattori è molto complessa, il valore del raggio minimo di curvatura è generalmente determinato dal metodo sperimentale. I valori minimi del raggio di curvatura di vari materiali metallici in diversi stati sono mostrati nella Tabella 1-1.

Nota:

• Questa tabella viene utilizzata per spessori della lamiera inferiori a 10 mm, angolo di piegatura maggiore di 90°, buona sezione di taglio;
• Nella piegatura dopo la tranciatura o il taglio, ma non grezzo ricotto, dovrebbe essere utilizzato come selezione di metallo temprato;
• Quando la linea di piegatura si trova ad un certo angolo rispetto alla direzione della fibra, è possibile utilizzare il valore medio tra le direzioni della fibra verticale e parallela;
• La tabella t è lo spessore della lamiera.

2. Mfacilita il controllo di piegamenti e screpolature.

• Per scegliere una buona qualità della superficie, nessun difetto del materiale da fare in bianco. Se il grezzo presenta difetti, deve essere rimosso prima della piegatura, altrimenti la piegatura si spezzerà sul difetto.
  Per materiali più fragili, materiali spessi e materiali indurenti a freddo, è possibile utilizzare il metodo di piegatura a caldo o l'uso della ricottura per aumentare la plasticità del materiale e quindi il metodo di piegatura.

• Quando il raggio di curvatura del pezzo è piccolo, la bava deve essere rimossa in anticipo e lo strato di indurimento del grezzo deve essere eliminato con il metodo di ricottura.

• Se la bava è piccola, è anche possibile posizionare il lato della bava verso la superficie curva del punzone per evitare la concentrazione delle sollecitazioni e la rottura del pezzo.

• In circostanze normali, il raggio di curvatura minimo non dovrebbe essere utilizzato nel progetto. Se il raggio di curvatura del pezzo è inferiore al valore mostrato nella Tabella 1-1, deve essere piegato due o più volte, ovvero la prima piegatura in un raggio maggiore del raccordo (maggiore di r_min), dopo ricottura intermedia. Quindi il raggio di curvatura richiesto viene piegato dalla procedura di calibrazione. Ciò consente di ampliare l'area di deformazione e di ridurre l'allungamento del materiale esterno.

• Per la piegatura di materiali più spessi, se la struttura lo consente, l'interno del raccordo di piegatura può essere prima asolato e poi piegato, come mostrato in Fig. 1-4.

Piegare e rimbalzare

La flessione della plastica a temperatura ambiente, come altre deformazioni plastiche, è sempre accompagnata da una deformazione elastica. Quando si piegano le estremità, la forza esterna viene rimossa, la deformazione plastica viene trattenuta e la deformazione elastica scompare completamente, facendo cambiare la forma e le dimensioni delle parti piegate e incoerenti con le dimensioni dello stampo, questo fenomeno è chiamato resilienza alla flessione, denominata resilienza.

1. Piegare resilienza fenomeno.

Poiché le proprietà sforzo-deformazione tangenziali della zona di deformazione flessionale e del lato esterno sono opposte, il lato esterno viene accorciato a causa del recupero elastico mentre il lato interno viene allungato a causa del recupero elastico durante lo scarico e la direzione della resilienza è opposta alla direzione di deformazione a flessione. Inoltre, per l'intera billetta, la proporzione della zona di non deformazione è molto maggiore di quella della zona di deformazione e l'azione di inerzia di un'ampia area della zona di non deformazione aumenterà anche la resilienza della zona di deformazione, che è un'altra ragione per cui la resilienza della flessione è più grave di quella di altri processi di formatura.

Il fenomeno della resilienza delle parti piegate si manifesta solitamente in due forme, come mostrato in Fig. 1-5.

• Riduzione della curvatura. Prima dello scarico, il raggio dello strato neutro di flessione è ρ, e dopo lo scarico, il raggio dello strato neutro di flessione viene aumentato a ρ'. La curvatura diminuisce da 1/ρ prima dello scarico a 1/ρ' dopo lo scarico. Se ∆K rappresenta la riduzione della curvatura, allora

• L'angolo del centro di piegatura diminuisce. Prima dello scarico, l'Angolo centrale della zona di deformazione flessionale è α; dopo lo scarico, l'Angolo centrale della zona di deformazione flessionale diminuisce ad α'. Se ∆α rappresenta la riduzione dell'Angolo centrale di flessione, allora

∆α = α – α'

L'Angolo di piegatura β (l'angolo compreso tra due spigoli rettilinei della parte da piegare, la relazione tra esso e il centro di piegatura Angolo α è: β = 180°- α) è aumentato di

∆β = β – β'

Il ∆K、∆α calcolato ( ∆β ) è la quantità di resilienza delle parti piegate ma rispetto alla quantità di resilienza della produzione effettiva di stampaggio, c'è una certa differenza, il motivo è che ci sono molti fattori che influenzano la quantità di resilienza della piegatura.

2. Fattori che influenzano la resilienza

• Proprietà meccaniche dei materiali. Maggiore è il carico di snervamento σ_S A è, minore è il modulo elastico E e maggiore è la resilienza alla deformazione a flessione. Perché maggiore è il punto di snervamento σ_S del materiale è, maggiore è la sollecitazione nella sezione dell'area di deformazione del materiale sotto un certo grado di deformazione, e quindi maggiore è la deformazione elastica può essere causata e maggiore è il valore di rimbalzo. Maggiore è il modulo elastico E, maggiore è la capacità del materiale di resistere alla deformazione elastica, quindi minore è il valore di rimbalzo. 

• Raggio di curvatura relativo r/t. Minore è il raggio di curvatura relativo r/t, minore è il valore di rimbalzo. Minore è il raggio di curvatura relativo r/t, maggiore è il grado di deformazione a flessione, maggiore è il grado di deformazione tangenziale totale dell'area di deformazione, maggiore è la proporzione di deformazione plastica nella deformazione totale e la corrispondente proporzione di deformazione elastica diminuisce in modo che il valore di rimbalzo diminuisca. Al contrario, maggiore è il raggio di curvatura relativo r/t, maggiore è il valore di rimbalzo. Questo è anche il motivo per cui il pezzo con r/t grande non è facile da piegare e formare.

• Il centro Angolo di piegatura α. Maggiore è l'angolo del centro di piegatura α, maggiore è l'angolo di rimbalzo. Poiché con l'aumento di α, la lunghezza della sezione di deformazione aumenta, aumenta anche il valore cumulativo del rimbalzo, ma non influisce sul rimbalzo del raggio di curvatura.

• Modalità di piegatura. Il valore di resilienza è grande quando la flessione è libera, ma piccolo quando la flessione è corretta. Quando si piega liberamente nel dado concavo senza fondo, il rimbalzo è il più grande; Il rimbalzo è minimo quando si corregge la flessione in uno stampo inferiore.

• La forma delle parti piegate. In generale, più complessa è la forma delle parti piegate, maggiore è il numero di un Angolo di formatura piegato, maggiore è l'interazione tra le parti piegate, maggiore è la deformazione a trazione delle parti piegate, minore è la quantità di rimbalzo. Pertanto, nel processo di piegatura primaria, la quantità di resilienza delle parti a forma di concavità è inferiore a quella delle parti a forma di U e la quantità di resilienza delle parti a forma di U è inferiore a quella delle parti a forma di V.

• Sgombero stampi. Nella piegatura di parti a forma di U, il gioco tra stampi convessi e concavi ha un grande effetto sull'angolo di rimbalzo. Maggiore è il gioco, maggiore è l'angolo di rimbalzo, come mostrato in Fig. 1-6. Quando si utilizza il gioco negativo, l'angolo di rimbalzo può essere ridotto al valore minimo, o addirittura zero o negativo, a causa dell'effetto di estrusione della filiera sul materiale.

3. Determinazione del valore di rimbalzo

Poiché la resilienza influisce direttamente sulla forma e sulle dimensioni delle parti piegabili, la resilienza dei materiali deve essere considerata in anticipo durante la progettazione e la produzione di stampi. Solitamente, la dimensione della parte lavorante dello stampo viene determinata in via preliminare in base al valore empirico e al semplice calcolo, quindi la forma e le dimensioni della parte corrispondente dello stampo vengono corrette provando lo stampo.

I metodi di determinazione del valore di rimbalzo includono il metodo di calcolo della formula teorica e il metodo della tabella di ricerca del valore empirico.

• La resilienza della flessione libera può essere suddivisa nelle seguenti situazioni.

Il valore di resilienza della curvatura libera quando il raggio di curvatura relativo è grande. Quando il raggio di curvatura relativo r/t ＞10, la resilienza è relativamente grande. Come mostrato in Fig. 1-7, il raggio e l'angolo del raccordo di piegatura delle parti piegate sono cambiati notevolmente dopo lo scarico. In questo caso, per semplificare il calcolo, è possibile ignorare la modifica dello spessore del materiale e il movimento dello strato neutro sforzo-deformazione. In questo caso, il raggio del raccordo del punzone r_punch e il centro della parte del raccordo del punzone Angolo α_punch può essere calcolato secondo la seguente formula.

Nella formula, r_punch — il raggio del filetto del punzone, mm;
α_punc —— centro Angolo del filetto del punzone;
r —— il raggio di raccordo delle parti piegabili, mm;
α —— il centro Angolo dell'angolo arrotondato della parte piegabile;
σ_S —— il limite di snervamento del materiale da piegare, MPa;
E —— modulo elastico del materiale flettente, Mpa;
t —— spessore materiale delle parti piegabili, mm.

Il valore di resilienza della curvatura libera quando il raggio di curvatura è piccolo. Quando il raggio di curvatura relativo r/t del pezzo da piegare è inferiore a 5, a causa dell'elevato grado di deformazione, la modifica del raggio del raccordo di curvatura è piccola dopo lo scarico, quindi non può essere considerata, ma solo la modifica del Viene considerato l'angolo del centro di piegatura.
Quando l'angolo del centro di piegatura della parte piegabile non è 90°, l'angolo di resilienza può essere calcolato secondo la formula seguente.

∆α =α/90x∆α₉₀

Nella formula, ∆α —— l'Angolo di resilienza quando l'Angolo del centro di piegatura della parte piegata è α;
∆α₉₀ —— l'Angolo di resilienza quando l'Angolo del centro di piegatura è 90°, come mostrato nella Tabella 1-2;
α —— il centro di piegatura Angolo della parte da piegare.

• Correggere la resilienza durante la piegatura. Il valore di resilienza della correzione alla flessione può essere calcolato con la formula ottenuta dalla prova, il simbolo è mostrato in Fig. 1-8 e la formula è mostrata in Tabella 1-3.

4. misure per controllare il rimbalzo

Quando si progetta lo stampo, la resilienza dovrebbe essere ridotta al minimo. I metodi comuni sono il metodo di compensazione e il metodo di correzione.

• Metodo di compensazione. Il metodo di compensazione consiste nel stimare o testare la quantità di resilienza dopo che il pezzo è stato piegato in anticipo. Quando si progetta lo stampo, la deformazione del pezzo piegato supera la deformazione del progetto originale e la forma del pezzo si ottiene dopo la resilienza. La Fig. 1-9 (a) mostra la compensazione della resilienza ad angolo singolo. In base all'angolo di resilienza determinato, quando si progetta un punzone e stampi concavi, ridurre l'angolo dello stampo per effettuare la compensazione. 

Nel caso mostrato in Fig. 1-9 (b), si possono prendere due misure: in primo luogo, il punzone viene inclinato verso l'interno per formare un angolo di compensazione di ∆θ; L'altro è fare in modo che il gioco unilaterale della matrice convessa e concava sia inferiore allo spessore del materiale, il punzone verrà premuto nella matrice concava, l'uso del grezzo all'esterno e la forza di attrito della matrice concava su entrambi i lati del grezzo sono attaccata verso l'interno al pugno, in modo da ottenere la compensazione del rimbalzo. 

Il metodo di compensazione come mostrato in Fig. 1-9 (c) consiste nel formare un arco di cerchio piegato nella parte inferiore del pezzo. Dopo la separazione degli stampi convessi e concavi, la parte ad arco circolare del pezzo ha l'andamento della resilienza come una linea retta, che spinge i due lati della piastra a inclinarsi verso l'interno, in modo da compensare la resilienza.

• Metodo di correzione. Il metodo di correzione consiste nel prendere misure nella struttura dello stampo, in modo che la pressione corretta sia concentrata nell'angolo, in modo che produca una certa deformazione plastica, per superare il rimbalzo. La Fig. 1-10 mostra che la forza di correzione della flessione è concentrata sul raccordo curvo.

L'offset

Nel processo di piegatura della lamiera, i lati vengono spostati lungo la lunghezza del pezzo dalla resistenza disuguale al raccordo concavo dello stampo, con il risultato che l'altezza del bordo diritto del pezzo non soddisfa i requisiti del disegno, questo fenomeno si chiama migrazione.

1. Cause di deviazione

• La forma del grezzo non è simmetrica, come mostrato in Fig. 1-11 (a) e (b).
• La struttura del pezzo è asimmetrica, come mostrato in Fig. 1-11 (c).
• Gli angoli su entrambi i lati del dado non sono simmetrici, come mostrato in Fig. 1-11 (d).
• angoli arrotondati convessi e concavi, asimmetria degli spazi in modo che la resistenza non sia uguale.

2. Le misure a controllo il codifica

• L'uso di un dispositivo di pressatura. Il grezzo viene gradualmente piegato e formato nello stato di pressatura, in modo da impedire lo scorrimento del grezzo, e si può ottenere un pezzo relativamente liscio, come mostrato in Fig. 1-12.

• Piegatura dopo il posizionamento. La piastra di posizionamento deve essere progettata correttamente per il posizionamento della forma, come mostrato in Fig. 1-13 (a), oppure il perno di posizionamento deve essere inserito nel foro utilizzando il foro sul grezzo o il foro del processo di progettazione. Per alcune parti piegabili, il foro di processo e la piastra di pressatura possono essere utilizzati insieme, come mostrato in Fig. 1-13 (b). Grazie al posizionamento del tetto e del perno di posizionamento, è possibile impedire la flessione del grezzo durante la piegatura. L'effetto della pressione inversa è di bilanciare la forza laterale orizzontale generata dalla flessione a sinistra.

• Bfine in coppie. Le parti piegate asimmetriche vengono combinate in parti piegate simmetriche e quindi tagliate, in modo che il materiale in foglio nella forza di piegatura sia uniforme, per evitare la generazione di offset.
• Preciso muffa produzione. Il gap è regolato simmetricamente, in modo che la resistenza sia distribuita simmetricamente, in modo da impedire la generazione di offset.