覆盖件成形领域的研究历史与现状

发布时间:2019-12-27  发布者:利坤电子
由于汽车覆盖件的精度要求高、生产批量大,汽车制造业大量采用冲压成形技术进行生产。如何的模拟整个冲压成形过程以及板材的回弹,对优化冲压参数,改进模具设计,缩短模具制造周期起着决定性作用。板材成形的有限元技术一直是塑性加工的一个研究热点。
在板材成形的过程中,材料发生了塑性变形,根据材料的应力、应变特性,材料在发生塑性变形的同时会有弹性变形随之发生,当成形负荷卸载后,弹性变形开始释放,零件便会产生的回弹。回弹是板材拉延弯曲等变形后,成形件从模具中取出后产生的,影响零件较终形状的现象。回弹量的大小直接影响零件的几何精度,也是实际工艺中很难克服的成形缺陷之一。
近年来由于薄钢板和铝合金板材在汽车薄板壳类零件中的大量使用,冲压件成形回弹问题越发成为冲压成形关注的热点问题。据估计仅仅在美国汽车行业中,每年由于成形回弹而造成的损失就超过五千万美圆。为弥补回弹造成的成形偏差,需调整工艺或修正模具,这项工作会增加制造准备时间,所以说,回弹控制是覆盖件成形研究中重要的问题。
冲压折弯件形状和尺寸不合乎要求是生产中经常遇到的质量问题, 它的原因是多方面的, 但主要是由于材料的回弹及定位不等造成的。
1)回弹造成不合格。
从折弯变形过程分析可以知道, 中性层两侧受力方向相反(外侧受拉、内侧受压), 当折弯结束后, 中性层两侧材料的弹性回向相反, 产生明显的回弹。
折弯变形一般限于材料的局部区域, 材料的其它部分处于自由状态, 弹性回跳受到总体尺寸的牽制较小, 故冲压件形状变化较大。
当工件宽度大于3倍料厚时, 在宽度方向沿折弯线还会出现弓形挠曲, 克服回弹有以下几个措施:
1)在工件上设置加强筋。在折弯处压出加强筋, 使折弯件回弹比较困难, 这样既增加了折弯件尺寸的准确性,又能提高折弯件的刚度。
2)采用弹性模数大、屈服低和机械性能稳定的材料。
3)压弯V形件时, 采用校正(矫正)折弯。
4)压弯U形件时, 冲压模具采用较小间隙。
5)毛坯在压弯前行退火处理, 使塑性增加。
6)在使用性能和工件不开裂的条件下, 采用小的凸模圆角半径。
7)在凸、凹模的结构形状上想办法:①压弯U形件吋, 在凸模和顶板上做出半径约为20t的圆柱面, (t为料厚), 折弯后, 利用底部的反回弹来抵消折弯处的回弹。或将U形折弯的凸模做成带双向斜度。②折弯材料厚度大于0.8毫米, 且塑性较好时, 凸模可做成下图所示形状。
8)对于折弯半径很大的弧形折弯件, 可釆用拉弯工艺。
9)在折弯过程中采用远比实际所需折弯力大得多的力来进行校正性折弯。
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