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覆蓋件成形領域的研究歷史與現狀

發布時間:2019-12-27  發布者:利坤電子
由于汽車覆蓋件的精度要求高、生產批量大,汽車制造業大量采用沖壓成形技術進行生產。如何的模擬整個沖壓成形過程以及板材的回彈,對優化沖壓參數,改進模具設計,縮短模具制造周期起著決定性作用。板材成形的有限元技術一直是塑性加工的一個研究熱點。
在板材成形的過程中,材料發生了塑性變形,根據材料的應力、應變特性,材料在發生塑性變形的同時會有彈性變形隨之發生,當成形負荷卸載后,彈性變形開始釋放,零件便會產生的回彈。回彈是板材拉延彎曲等變形后,成形件從模具中取出后產生的,影響零件較終形狀的現象。回彈量的大小直接影響零件的幾何精度,也是實際工藝中很難克服的成形缺陷之一。
近年來由于薄鋼板和鋁合金板材在汽車薄板殼類零件中的大量使用,沖壓件成形回彈問題越發成為沖壓成形關注的熱點問題。據估計僅僅在美國汽車行業中,每年由于成形回彈而造成的損失就超過五千萬美圓。為彌補回彈造成的成形偏差,需調整工藝或修正模具,這項工作會增加制造準備時間,所以說,回彈控制是覆蓋件成形研究中重要的問題。
沖壓折彎件形狀和尺寸不合乎要求是生產中經常遇到的質量問題, 它的原因是多方面的, 但主要是由于材料的回彈及定位不等造成的。
1)回彈造成不合格。
從折彎變形過程分析可以知道, 中性層兩側受力方向相反(外側受拉、內側受壓), 當折彎結束后, 中性層兩側材料的彈性回向相反, 產生明顯的回彈。
折彎變形一般限于材料的局部區域, 材料的其它部分處于自由狀態, 彈性回跳受到總體尺寸的牽制較小, 故沖壓件形狀變化較大。
當工件寬度大于3倍料厚時, 在寬度方向沿折彎線還會出現弓形撓曲, 克服回彈有以下幾個措施:
1)在工件上設置加強筋。在折彎處壓出加強筋, 使折彎件回彈比較困難, 這樣既增加了折彎件尺寸的準確性,又能提高折彎件的剛度。
2)采用彈性模數大、屈服低和機械性能穩定的材料。
3)壓彎V形件時, 采用校正(矯正)折彎。
4)壓彎U形件時, 沖壓模具采用較小間隙。
5)毛坯在壓彎前行退火處理, 使塑性增加。
6)在使用性能和工件不開裂的條件下, 采用小的凸模圓角半徑。
7)在凸、凹模的結構形狀上想辦法:①壓彎U形件吋, 在凸模和頂板上做出半徑約為20t的圓柱面, (t為料厚), 折彎后, 利用底部的反回彈來抵消折彎處的回彈。或將U形折彎的凸模做成帶雙向斜度。②折彎材料厚度大于0.8毫米, 且塑性較好時, 凸模可做成下圖所示形狀。
8)對于折彎半徑很大的弧形折彎件, 可釆用拉彎工藝。
9)在折彎過程中采用遠比實際所需折彎力大得多的力來進行校正性折彎。
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