PRO/E的U形弯轨件冲压回弹有限元分析与工艺研究(3)
图2.2 零件破裂现象
（3）回弹是零件在冲压工艺中不可避免的情况，同时也是本课题重点研究的成形缺陷，如图2.3。在外载荷的作用下板料产生的变形由两部分组成，塑性变形和弹性变形。当卸载掉外载荷时，零件发生的塑性变形会完全的保留下来，弹性变形则会随着外载荷的消失而消失。这样零件的形状以及尺寸精度都会因为弹性形变的消失发生与加载时形变相反的方向变化，这种现象就是回弹。当回弹超过一定范围内的误差后，零件表面质量和尺寸精度就会受到影响，同时也会对生产效率和经济效益造成影响。因此回弹一直是影响、制约模具和产品质量的重要因素[7]。
(a)回弹前
(b)回弹后
图2.3 半径回弹量
2.2 影响板材冲压成形及回弹的主要因素
影响板材冲压成形及回弹的主要因素有：板料的尺寸参数、模具参数以及冲压参数等[8]。下面就这几个因素作简要的说明：
（1）板料的尺寸参数包括毛坯的形状、大小以及厚度等。毛坯的大小和形状直接影响零件成形质量，毛坯过大既会浪费资源又会使得零件的法兰边起皱严重，而毛坯过小则会使成形零件的达不到生产要求。毛坯厚度直接作用的是相对弯曲半径，相对弯曲半径指的是凸模圆角半径与板料厚度之比。相对弯曲半径是影响零件回弹的重要因素。这其中的影响则是本课题在后面试验的探究所在。
（2）模具参数对板材冲压成形以及回弹有着直接的影响。其中的模具间隙、模具圆角、静摩擦系数更是对零件冲压成形影响的重要因素。模具间隙越大，材料的贴膜程度就越低，这样对成形材料的约束就会减少，从而回弹变大。模具圆角过小使得材料流动阻力过大，应力出现集中现象，从而零件出现破裂。静摩擦系数也就是模具和毛坯的润滑条件，过大过小都会对零件成形效果产生影响。
（3）冲压工艺参数在一定程度上影响着冲压成形效果。压边力、冲压速度以及冲压深度等因素以影响板料流动作用板材冲压成形效果。过大的冲压速度会导致凸模在运行过程中产生相对较大的惯性，这样会使得零件卸载后的回弹位移量增大。
以上因素对板材冲压成形的影响都是一般规律。对于本课题所探究的U形弯轨件来说，有着零件自身的特点，影响作用规律可能会有所不同。
2.3 解决回弹问题的主要措施
在板材冲压成形的过程中，回弹一直是一个重要的研究问题。回弹在冲压工艺中是不可避免的缺陷，所以只有利用各种方法来将回弹量降到工艺可以接受的范围内。几何补偿法和工艺修正法则是目前常用来控制回弹的方法[9]。
（1）几何补偿法
通过对回弹量大小的预测，修改凸模和凹模的尺寸，使得卸载后的零件形状刚好满足尺寸要求。早期的几何补偿法只适用于一些简单形件，如今有了CAE仿真分析软件，实现了对复杂零件进行回弹控制。
（2）工艺修正法
制定合理的成形工艺步骤，选取合适的板料参数、冲压工艺参数等，来控制零件的回弹量。
本课题在后面的试验中，将采用几何补偿法和工艺修正法相结合的方法对U形弯轨件的冲压成形及回弹进行改善以及控制。
2.4 本章小结
本章简要的介绍了板材冲压成形工艺中会遇到的成形缺陷问题 ，然后分析了影响板材冲压成形及回弹的主要因素，包括板料尺寸参数、模具参数以及冲压参数等。最后提出解决回弹问题的方法，为后面的试验部分指明了研究的方向。
3 U形弯轨件冲压成形有限元模型的建立
3.1 U形弯轨件冲压成形及回弹仿真的步骤