Wie reduziert man die Rückfederung beim Biegen und Stanzen?

Wie man Probleme mit der Rückfederung beim Stanzen und Biegen behebt

Was ist Rückfederung?

Unter Rückfederung versteht man die teilweise Wiederherstellung der Form von verformten Teilen nach der Entlastung.

Form und Größe der Teile stimmen nicht mit der Form und Größe der Arbeitsfläche des Stanzwerkzeugs überein, wodurch die Teile außerhalb des Toleranzbereichs liegen und die Montagegenauigkeit der Produkte beeinträchtigt wird.

Im Maschinenbau ist es von entscheidender Bedeutung, die durch Rückfederung verursachten Fehler im Produkt zu beseitigen.

Beim Stanzen kommt es nicht nur zu einer plastischen, sondern auch zu einer elastischen Verformung. Wenn die Umformkraft aufgehoben wird, Rückfederung in den Teilen auftritt.

Unter Rückfederung versteht man die Verformung, die unweigerlich eintritt, nachdem Feinblech geformt wurde und das Formteil aus der Form genommen wurde, was sich auf die endgültige Form des Teils auswirkt.

Das Ausmaß der Rückfederung wirkt sich direkt auf die geometrische Präzision des Werkstücks aus und ist ein schwer zu überwindender Umformfehler im Maschinenbau.

Spannungsänderungskurve nach Entlastung

Spannungsänderungskurve nach Entlastung

Einflussfaktoren auf die Rückfederung von Stanzteilen

Materialeigenschaft

Die Streckgrenze von Blechen variiert zwischen normalen Blechen und hochfesten Blechen.

Je höher die Streckgrenze des Blechs ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit eines Rückpralls.

Dickes Blech Teile werden in der Regel aus warmgewalztem Kohlenstoffstahl oder warmgewalztem niedriglegiertem hochfestem Stahl hergestellt.

Im Vergleich zu kaltgewalzten Blechen haben warmgewalzte Bleche eine schlechte Oberflächenqualität, große Dickentoleranzen, instabile mechanische Eigenschaften und eine geringe Dehnungsrate.

Spannungsänderungen vor und nach der Rückfederung

Spannungsänderungen vor und nach der Rückfederung

Material Dicke

Beim Umformprozess hat die Dicke des Blechmaterials einen erheblichen Einfluss auf die Biegeleistung. Mit zunehmender Blechdicke nimmt das Auftreten von Rückprall ab.

Dies ist darauf zurückzuführen, dass mit zunehmender Blechdicke auch die plastische Verformung zunimmt, was zu einem Anstieg der elastischen Rückstellverformung führt. Infolgedessen nimmt die Elastizität ab.

Tangentiale Spannung der Blechschnittstelle

Tangentiale Spannung der Blechschnittstelle

Da sich das Festigkeitsniveau von Dickblechteilen weiter verbessert, wird das Problem der Maßgenauigkeit durch Rückprall immer gravierender.

Sowohl für die Werkzeugkonstruktion als auch für die anschließende Inbetriebnahme der Technologie ist die Kenntnis der Art und des Ausmaßes der Teilelastizität erforderlich, um geeignete Gegenmaßnahmen und Abhilfemaßnahmen ergreifen zu können.

Bei dicken Blechteilen ist das Verhältnis von Biegeradius zur Blechdicke ist in der Regel gering, und die Spannung und ihre Änderungen in Richtung der Blechdicke dürfen nicht übersehen werden.

Teile Form

Die Rückfederung von Teilen mit unterschiedlichen Formen ist sehr unterschiedlich. Teile mit komplizierte Formen erfordern in der Regel ein zusätzliches Formgebungsverfahren, um eine Rückfederung infolge eines unvollständigen Umformprozesses zu verhindern.

Bestimmte Sonderformen, wie z. B. U-förmige Teile, sind jedoch anfälliger für Rückfederung. Daher muss die Rückfederungskompensation während des Umformprozesses berücksichtigt werden.

Biegezentrumswinkel

Je größer der mittlere Biegewinkel ist, desto größer ist der kumulative Wert der Rückfederung, was zu einer erheblichen Rückfederung führen kann.

Die Verformungslänge von Stanzteilen nimmt mit zunehmendem Biegewinkel zu.

Biegezentrumswinkel

Abgestimmter Zustand der Schimmelfreiheit

Die Matrize sollte mit einem Spalt konstruiert werden, der der doppelten Materialstärke des entsprechenden Arbeitsteils entspricht, und das Produkt sollte in diesen Spalt passen.

Um einen besseren Materialfluss zu ermöglichen, sollten die Formteile nach Abschluss der Formbearbeitung entwickelt werden, insbesondere bei Biegewerkzeugen. Je größer das Spiel des Arbeitsteils ist, desto größer ist die Rückfederung.

Wenn der Fehlertoleranzbereich für die Plattendicke größer ist, ist auch der Rückprall größer, so dass es schwierig ist, den Formabstand genau zu bestimmen.

Relativer Biegeradius

Der relative Biegeradius ist proportional zum Rückfederungswert. Je stärker die Stanzteile gebogen sind, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie sich biegen.

Technik der Formgebung

Das Umformverfahren ist ein entscheidender Faktor bei der Bestimmung des Rückfederungswertes.

Im Allgemeinen hat das korrigierende Biegen eine bessere Rückfederungswirkung als das freie Biegen.

Wenn das gleiche Bearbeitungsergebnis für die Produktion einer Serie von Stanzteilen gewünscht wird, muss die Biegekraft die für die Korrektur der Biegung erforderlich ist, ist wesentlich größer als die für die freie Biegung erforderliche.

Infolgedessen, selbst wenn dieselben Biegekraft in beiden Methoden verwendet wird, wird das Endergebnis unterschiedlich ausfallen.

Je größer die zur Korrektur der Biegung erforderliche Korrekturkraft ist, desto geringer ist die Rückfederung der Stanzteile. Durch diese Korrekturkraft werden die inneren und äußeren Fasern in der Verformungszone gedehnt, was zu dem gewünschten Umformeffekt führt.

Wenn die Biegekraft losgelassen wird, verkürzen sich sowohl die inneren als auch die äußeren Fasern, aber die Rückfederungsrichtung der inneren und äußeren Fasern ist entgegengesetzt, wodurch die Rückfederung von Stanzteilen bis zu einem gewissen Grad reduziert wird.

Die Lösung der Rückfederung beim Stanzen

Produktdesign

Erstens ist es bei den Materialien ratsam, Materialien mit geringer Streckgrenze zu wählen oder die Materialstärke zu erhöhen, ohne die Produktanforderungen zu vernachlässigen.

Zweitens spielt bei der Konstruktion von Stanzteilen auch die Form des Teils eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Rückfederung. Bei komplexen Stanzteilen mit einer gekrümmten Form ist es schwierig, die Rückfederung aufgrund der komplexen Spannungen in allen Richtungen und anderer Faktoren wie Reibung zu vermeiden.

Daher kann die Form des Produkts durch Kombination mehrerer Teile gestaltet werden, um das Problem der Rückfederung bei komplexen Stanzteilen zu lösen.

Es kann auch eine Anti-Rückfederungs-Sicke hinzugefügt werden, die eine wirksame Lösung für Rückfederungsfehler darstellt. Die Produktform kann durch Erhöhung der Anzahl der Anti-Rückfederungswülste je nach Produkt und Rückfederungswert verändert werden.

Schließlich kann der Rückfederungsdefekt durch eine Verringerung des R-Winkels der Platte behoben werden. Biegeteil.

Technik Design

  • Hinzufügen eines Vorformungsprozesses in Werkzeugkonstruktion. Durch die Einbeziehung eines Vorformungsverfahrens kann die einmalige Umformung von Stanzteilen in verschiedene Stufen unterteilt werden, und die Eigenspannung im Umformprozess bis zu einem gewissen Grad reduziert werden, wodurch der Rückfederungsfehler behoben wird.
  • Verkleinerung des Spalts zwischen der konkaven und der konvexen Form. Dieser Spalt kann auf etwa die doppelte Materialstärke eingestellt werden, um die Verbindung zwischen Material und Form zu maximieren.
  • Eine Härtebehandlung der Matrize kann auch dazu beitragen, das Ziehen der Stanzteile zu verringern und den Verschleiß der Matrize zu reduzieren.
  • Das Produkt kann nachgeformt werden. Wenn das Produktdesign nicht geändert werden kann, ist die Umformung der Stanzteile am Ende eine weitere Option.
  • Andere Methoden zur Behebung des Rückfederungsdefekts umfassen den Einsatz von hydraulischen Stanzgeräten, die eine gewisse Abhilfe schaffen können.

Rohlingshalter Kraft der Teile

Der Einsatz der Niederhalterkraft im Umformprozess ist eine entscheidende Technologie. Durch die kontinuierliche Optimierung der Niederhalterkraft kann die Fließrichtung des Materials eingestellt und die Eigenspannung die Verteilung des Materials verbessert werden kann.

Eine Erhöhung der Niederhalterkraft führt dazu, dass sich die Teile stärker ausdehnen, insbesondere in der Seitenwand- und R-Winkelposition. Wenn die Teile vollständig ausgeformt sind, nimmt die Differenz zwischen Innen- und Außenspannung ab, was zu einer Verringerung der Elastizität führt.

Ziehperlen

Die Verwendung von Ziehsicken ist in der modernen Technik weit verbreitet. Durch die richtige Positionierung der Ziehsicken kann die Fließrichtung des Materials wirksam geändert und der Vorschubwiderstand gleichmäßig auf der Pressfläche verteilt werden, wodurch die Formbarkeit des Materials verbessert wird.

Das Anbringen von Ziehsicken an Teilen, die zur Rückfederung neigen, führt zu einer vollständigeren Umformung und gleichmäßigeren Spannungsverteilung, wodurch die Rückfederung verringert wird.

Die Lösung der Biegerückfederung

Biegen korrigieren

Bei der Korrektur von Biegekräften konzentriert sich der Schlagdruck in der Biegeverformungszone, wodurch das innere Metall zusammengedrückt wird. Nach der Anpassung werden sowohl die innere als auch die äußere Schicht gedehnt, und die Rückfederungstendenz der beiden Bereiche nach der Entlastung kann sich gegenseitig ausgleichen, wodurch die Rückfederung verringert wird.

Wärmebehandlung

Glühen vor dem Biegen können Härte und Streckspannung reduziert werden, was nicht nur die Rückfederung verringert, sondern auch die Biegekraft senkt. Führen Sie nach dem Biegen einen Härteprozess durch.

Überbiegung

Bei der Herstellung von Biegeteilen werden der Verformungswinkel und der Radius des Blechs aufgrund der elastischen Rückfederung größer. Um die Rückfederung zu verringern, kann die Verformung des Blechs so vorgenommen werden, dass sie den theoretischen Verformungsgrad übersteigt.

Heizung Biegen

Wählen Sie beim Wärmebiegen die richtige Temperatur, damit das Material genügend Zeit hat, sich zu erweichen, wodurch die Rückfederung verringert wird.

Stretch Bending

Bei dieser Methode wird eine tangentiale Spannung während BlechbiegenDadurch ändern sich der Spannungszustand und die Spannungsverteilung im Inneren des Blechs, so dass der gesamte Abschnitt eine plastische Zugverformung erfährt. Nach der Entlastung gleichen sich die innere und äußere Rückfederung aus, wodurch die Rückfederung verringert wird.

Lokale Komprimierung

Bei der lokalen Kompressionstechnik wird die Länge der äußeren Platte durch Verringerung ihrer Dicke vergrößert, so dass sich die Rückfederung der inneren und der äußeren Schicht gegenseitig ausgleichen.

Mehrfaches Biegen

Die Biegung wird in mehrere Durchgänge unterteilt, um Rückfederung zu vermeiden.

Passivierung der inneren Ecke

Komprimieren Sie von der Innenseite des Biegeteils, um Rückfederung zu vermeiden. Wenn die Platte u-förmig ist, ist der Effekt besser, weil beide Seiten symmetrisch sind.

Teilweises Biegen beim Streckziehen

Die Methode der Teilumformung eines Teils durch Biegen und anschließendes Streckformen verringert die Rückfederung. Diese Methode ist für Produkte mit einer einfachen zweidimensionalen Form geeignet.

Kontrolle der Eigenspannung

Während des Streckvorgangs wird der Werkzeugoberfläche zunächst eine lokale konvexe Hüllenform hinzugefügt, die dann in einem späteren Prozess entfernt wird, um die Eigenspannung Gleichgewicht im Material und eliminiert so die Rückfederung.

Negative Rückfederung

Versuchen Sie bei der Bearbeitung der Werkzeugoberfläche, eine negative Rückfederung des Blechmaterials zu erreichen. Nach dem Zurückfahren des Oberstempels werden die Teile durch die Rückfederung die gewünschte Form erhalten.

Elektromagnetische Methode

Die durch Rückfederung verursachten Form- und Größenfehler können durch elektromagnetische Impulse korrigiert werden, die auf die Materialoberfläche einwirken.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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