تعریف برگشت فنری و پیشبرگشت
- برگشت فنری زمانی رخ میدهد که پس از اعمال فشار خمکاری، ماده تمایل دارد به شکل اولیه خود بازگردد. این موضوع باعث میشود زاویه نهایی خم کمتر از زاویه اعمالشده باشد.
- پیشبرگشت در روشهای خمکاری تحت فشار بالا مانند bottom bending و coining دیده میشود، که در آن ماده پس از تماس با قالب، به سمت زاویه نهایی بازمیگردد.
دلایل علمی برگشت فنری
- تغییرات مولکولی: در خمکاری، بخش داخلی خم فشرده و بخش خارجی کشیده میشود. این تفاوت در چگالی مولکولی باعث تمایل ماده به بازگشت میشود.
- تنش و کرنش: در ناحیه الاستیک، ماده بدون تغییر دائمی شکل میگیرد؛ اما با عبور از نقطه تسلیم، تغییر شکل دائمی آغاز میشود.
تأثیر نوع خمکاری
- Air Forming: رایجترین روش، که در آن برگشت فنری معمولاً بین ۰.۵ تا ۲ درجه است.
- Bottom Bending: تماس کامل با قالب، کنترل بیشتر بر زاویه خم، اما نیازمند فشار بالا.
- Coining: نفوذ پانچ به محور خنثی ماده، حذف کامل برگشت فنری، اما با کاهش استحکام ماده.
انتخاب ابزار و تأثیر آن
- زاویه پانچ و قالب باید برای جبران برگشت فنری طراحی شوند.
- قالبهای با دهانه بزرگتر نیاز به زاویه تیزتر دارند تا ماده بهتر حول پانچ خم شود.
- پانچهای ۸۵ درجه امکان خمکاری تا ۵ درجه بیش از زاویه نهایی را فراهم میکنند.
متغیرهای مؤثر بر برگشت فنری
- استحکام تسلیم بالا → برگشت فنری بیشتر
- نسبت شعاع خم به ضخامت → هرچه بیشتر، برگشت فنری بیشتر
- نوع ماده:
- فولاد ضدزنگ 304: ۲ تا ۳ درجه
- آلومینیوم نرم: ۱.۵ تا ۲ درجه
- فولاد نورد سرد: ۰.۷۵ تا ۱ درجه
- مس و برنج: تا ۰.۵ درجه
محاسبه برگشت فنری
فرمول تخمینی برای برگشت فنری در Air Formin
D={Ir/Mt*2.1} x Material Factor
Ir: شعاع خم داخلی (میلیمتر)
- Mt: ضخامت ماده (میلیمتر)
- Material Factor:
- فولاد نورد سرد: 1.0
- آلومینیوم H32: 3.0
- فولاد ضدزنگ 304: 3.5
راههای جبران برگشت فنری
- استفاده از پرس CNC با سیستمهای بازخورد زاویهای (سنسور، دوربین، لیزر)
- انتخاب دقیق ابزار و روش خمکاری
- استفاده از نمودارهای تجربی برای پیشبینی زاویه برگشت
نتیجهگیری: برگشت فنری و پیشبرگشت اجزای جداییناپذیر فرآیند خمکاری هستند. شناخت علمی، انتخاب ابزار مناسب، و استفاده از فناوریهای مدرن میتواند دقت تولید را بهطور چشمگیری افزایش دهد.
