冲压件影响回弹因素及设计方法

五金冲压件加工一般指的是冷压零件加工，需要根据零件的外形设计一套模具，然后利用这一模具冲压出所需的零件，这就是冷冲压，直接用模具对五金材料进行冲压的一种简单加工工艺。

五金冲压件加工是借助于常规或冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。由此可以看出，板料、模具和设备是冲压件加工的三要素。

不仅如此，五金冲压件加工也是一种金属冷变形加工方法，它是金属塑性加工的主要方法之一，也属于材料成型工程技术。五金冲压件加工与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。

五金冲压件加工可以分为分离工序与成形工序两大类，前者是在冲压过程中使冲压件与板料沿的轮廓线相互分离的工序；而后者是毛坯在不被破坏的条件下产生塑性变形，形成所要求的形状和尺寸精度的制件。

通过各种工艺加工而成的五金冲压件可以运用于不同的行业，若是实际应用中对冲压件还有其他要求的话，可以在其冲压成型之后通过后序其他加工工艺来实现，从而提升器价值。

影响回弹的主要因素

1、材料性能

在弹性阶段内，材料的屈服越高，弹性模量越大，其加工硬化现象越严重，弯曲变形的回弹也越大；反之，则抵抗弹性变形的能力越强，回弹值越小。

2、相对弯曲半径

相对弯曲半径越小，其回弹值越小；反之，则回弹值越大。这就是曲率半径很大的工件不易弯曲成形的原因。

3、弯曲中心角

弯曲中心角。值越大，表示变形区的长度越长，回弹累积值越大，造成回弹现象越严重，但对曲率半径的回弹没有影响。

4、模具间隙研配情况

模具的相对工作部分之间都有1倍料厚的间隙，其间容纳产品。模具加工完毕都要对局部进行研配，以地实现材料流动。对于弯曲模具而言，其工作部位间隙越大，回弹越严重；如果板料厚度允差越大。回弹值越不稳定，就越不好确定模具合理间隙。

5、零件形状

不同零件形状对回弹的影响差距很大，如U型件的回弹由于两边互受牵制而小于V型件。形状复杂的弯曲件一次弯曲成形时，由于其各部分相互牵制以及弯曲件表面与模具表面之间的摩擦影响，改变了弯曲件各部分的应力状态(一般可以增大弯曲变形区的拉应力)，因而影响回弹量。如果再增加一次成形就好多了。

6、成形方式

零件的弯曲方式严重制约着其回弹值。通常，校正弯曲要比自由弯曲的回弹效果好。同一制件若要达到同样效果，采用校正弯曲需要的校正力比自由弯曲需要弯曲力大得多。如果采用两种方式对其施加相同的力，终变形区的应力应变状态与自由弯曲时的结果也不相同。

校正弯曲时的校正力越大，其回弹越小，因为的校正弯曲力迫使变形区内、外侧均产生切向拉应变，导致内、外侧纤维都被拉长，达到其成形效果。卸载后，变形区内、外侧都因弹性恢复而缩短，因内侧回弹方向与外侧相反，使零件向外的回弹趋势相互程度的甚至。

在所有弹塑性金属板材弯曲成形过程中，在弯曲变形区沿板厚方向均存在不均匀的应变分布，从而导致不均匀应力的产生。当某一冲压件成形完毕，板材体积内存在残余应力，在零件脱模前这些不均匀应力与模具的接触力相平衡；当板材脱模后将寻找新的力的平衡，局部残余应力被释放，导致成形件的终尺寸与模具形状尺寸存在的偏差，即出现回弹现象。

为减小弯曲变形产生的回弹，应该在满足产品强度的条件下，尽可能选择屈服应力小的材料。钢板的屈服应力远高于普通金属板材，回弹量也会很大；板材的厚度对弯曲回弹影响也很大，通常是板料越厚，回弹量越小；工作部位的弯曲半径对回弹影响也不可忽视，弯曲半径越小成形卸载后的回弹量越小。因此，在板材可成形性允许条件下，应尽可能减小弯曲半径值。

冲压件终的精度和质量与其坯料的设计有直接的关系，而设计冲压件坯料方法很多，其中基于一些经验计算公式的设计方案，由于其应用范围受到影响，所以主要应用于形状比较简单的可展冲压件，比如旋转形件、弯曲件、或由这些简单形件组合而成的冲压件。

由于只有形状相对简单的冲压件才能建立相应的滑移线场，并且只有在特别简单的边界条件下才能从特征方求解中给出滑移线的数学表达式，加上滑移线法因数学运算比较复杂的缘故，使得这种方法较难在冲压件坯料的实际生产中推广应用。

同时，几何映射法也是冲压件坯料的设计方法之一，它的理论依据是在不考虑变形力、应力-应变关系及边界摩擦等边界条件下，根据某些假设实现工件到坯料的映射。

但如今被广泛用于冲压件坯料成型中的方法是模拟法，在的假设条件下，根据许多物理问题数学描述的相似性，通过数学相似理论，采用其它物理介质构成的模型来模拟板料法兰的金属流动。这种设计方法需要设计电解液装置及数据测量，因而其精度受到人为因数的影响。

除此之外，又推出了一种速度场分析法，就是根据工件在变形过程中边界点的初始速度场来优化冲压件坯料设计。变形过程中边界点由初始位置向终成形方向进行移动。各节点的运动非线性，并且方向时刻在改变，显然，如果各个节点的终位置都位于目标轮廓上，那么的设计就是理想的。