關(guān)于補償回彈的沖壓件模具設(shè)計方法的探討(二)

關(guān)于補償回彈的沖壓件模具設(shè)計方法的探討(二)

Mar 22, 2022

建立模型時,以上述三項內(nèi)容為基礎(chǔ),將工件的各個部分以微米為單位劃分為若干部分,對存在較嚴重回彈問題的結(jié)構(gòu)需要進行精劃分。

沖壓加工是一種典型的物理加工方法,應(yīng)用外力破壞板材固有的物理特征,并通過模具對其進行規(guī)范,在這一過程中,板材首先受力,之后出現(xiàn)形變,并在整個過程中不斷回彈。

各國工業(yè)生產(chǎn)都面臨回彈問題,德國、日本等機械制造強國對回彈的控制最為成功,日本對各行業(yè)所用工件都給出十分嚴格的標準,而德國所用的加工材料性能突出、加工設(shè)備的剛性和精度也極為優(yōu)越,因此能夠有效控制回彈問題。

在板材受力的一瞬間,作用力和反作用力雖然在數(shù)值上基本是均等的,但會造成構(gòu)件的形變,作用力消失后,反作用力也消失,被導入板材中的力因此失去制約,會沿著力消失的方向快速擴散,擴散的力受到板料物理性質(zhì)影響,在擴散過程中不斷損耗,如果在工件邊緣已經(jīng)嚴重損耗,回彈也會相對輕微,反之則較為嚴重。

2.3 模具設(shè)計

模具的設(shè)計理念是往復式加工,其控制則依賴于自動化技術(shù),模具加工系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上包括控制端、執(zhí)行端兩大部分,應(yīng)用集成技術(shù)和通信技術(shù)實現(xiàn)實際作業(yè)。

在往復加工的過程中,沖壓的負載是不同的,取往復 5 次加工模式,則負載變化的基本規(guī)律為:100%、90%、 80%、70%、60%。實際工作中可視工件精度要求調(diào)整負載水平,基本規(guī)律是逐步降低。

控制端主要由計算機構(gòu)成,在對工件進行加工前,要通過反復收集數(shù)據(jù)了解精度要求,設(shè)定默認程序控制加工過程,控制端與執(zhí)行端連為一體,依靠通信技術(shù)進行指令的下達,并將指令集和各類軟件、輸入、輸出系統(tǒng)、可視化結(jié)構(gòu)集成到一塊芯片中,控制全過程。

沖壓件模具實際工作的流程是:設(shè)定程序、粗加工、精加工、完成。

人員下達的指令通過輸入模塊和通信技術(shù)傳輸至控制段,并實現(xiàn)記憶,之后模具對板料進行沖壓加工,分割為規(guī)格要求下的小模塊,再利用往復加工法進行精加工,最終完成沖壓作業(yè),實現(xiàn)工件的精度加工。

3 實驗分析

3.1 實驗過程

為檢驗往復式加工法的可行性,利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立了實驗。實驗共進行 4 次,包括常規(guī)加工實驗 2 次以及往復式沖壓件模具加工實驗 4 次,比對兩組實驗后的回彈量,并模擬使用,了解兩類工件的使用價值。

實驗過程中,人工模擬了工作環(huán)境和往復式加工的作用力、反作用力。所選的工作模型如圖 1 所示。該工件的加工重點為 AGFE 范圍內(nèi)的部分,要求將其突出工件表面 0.5cm。

3.2 實驗結(jié)果與分析

常規(guī)加工共進行四次,第一次加工所獲工件, AGFE 部分突出工件表面 0.5cm,但 DB 一側(cè)存在明顯的回彈問題,回彈量達到 0.6%,無法滿足使用。

第二次加工所獲工件回彈問題同樣在 DB 一側(cè),回彈量超過1%,造成 AGFE 部分突出范圍大于 0.6cm,也難以滿足使用要求。

應(yīng)用往復式?jīng)_壓件模具進行加工,第一次加工完成后,AGFE 部分突出工件表面 0.5cm,工件回彈量為 0.03%,滿足使用需求,第二次加工完成后, AGFE 部分突出工件表面 0.5cm,工件回彈量為 0.02%,滿足使用需求。實驗數(shù)據(jù)如表 1 所示。

編輯

在隨后進行的使用模擬中,以數(shù)控機床為模擬對象,為快速了解成果,人員加快了模擬速度,取 100 倍數(shù)值快速進行試驗。

1、2 號工件在作業(yè)中存在嚴重的不穩(wěn)定問題,使加工作業(yè)誤差增加。3、4 號工件工作性能較為良好,也能應(yīng)對電動穩(wěn)定性問題。

4 結(jié)語

通過分析補償回彈的沖壓件模具設(shè)計,了解了相關(guān)理論內(nèi)容。回彈是板料沖壓中的主要缺陷之一,在工件制造等領(lǐng)域,回彈會帶來很多不利影響,比如降低工件精度、影響電動穩(wěn)定性、降低剛性等。

通過建立有限元模型,可以分析得到金屬板料受力、形變、回彈等情況,再根據(jù)具體情況設(shè)計往復式?jīng)_壓件模具。

應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對設(shè)計構(gòu)想進行模擬,結(jié)果證明了設(shè)計方法的可行性。深入了解上述理論,有利于在后續(xù)工作中控制回彈問題。

參考文獻:

[1]李貴 . 面向產(chǎn)品設(shè)計的回彈模擬與幾何補償方法研究 [D]. 華中科技大學 ,2014.

[2]解利娜 . 車身覆蓋件的回彈補償與模具型面設(shè)計方法的研究

[D]. 沈陽工業(yè)大學 ,2014.

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