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  • 關(guān)于補償回彈的沖壓件模具設計方法的探討(二)

    關(guān)于補償回彈的沖壓件模具設計方法的探討(二)

    May 10, 2022

     

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    來(lái)源:研究與探索·工藝與技術(shù)

     

    作者:管幸寰

    (上海電子工業(yè)學(xué)校,上海 201411)

     

    沖壓加工是一種典型的物理加工方法,應用外力破壞板材固有的物理特征,并通過(guò)模具對其進(jìn)行規范,在這一過(guò)程中,板材首先受力,之后出現形變,并在整個(gè)過(guò)程中不斷回彈。

    各國工業(yè)生產(chǎn)都面臨回彈問(wèn)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、加工設備的剛性和精度也極為優(yōu)越,因此能夠有效控制回彈問(wèn)題。

    在板材受力的一瞬間,作用力和反作用力雖然在數值上基本是均等的,但會(huì )造成構件的形變,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(huì )沿著(zhù)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(guò)程中不斷損耗,如果在工件邊緣已經(jīng)嚴重損耗,回彈也會(huì )相對輕微,反之則較為嚴重。

    編輯

    3.1 模具設計

    模具的設計理念是往復式加工,其控制則依賴(lài)于自動(dòng)化技術(shù),模具加工系統結構上包括控制端、執行端兩大部分,應用集成技術(shù)和通信技術(shù)實(shí)現實(shí)際作業(yè)。

    在往復加工的過(guò)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律為:100%、90%、 80%、70%、60%。實(shí)際工作中可視工件精度要求調整負載水平,基本規律是逐步降低。

    控制端主要由計算機構成,在對工件進(jìn)行加工前,要通過(guò)反復收集數據了解精度要求,設定默認程序控制加工過(guò)程,控制端與執行端連為一體,依靠通信技術(shù)進(jìn)行指令的下達,并將指令集和各類(lèi)軟件、輸入、輸出系統、可視化結構集成到一塊芯片中,控制全過(guò)程。

    沖壓件模具實(shí)際工作的流程是:設定程序、粗加工、精加工、完成。

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

    3 實(shí)驗分析

    3.1 實(shí)驗過(guò)程

    為檢驗往復式加工法的可行性,利用虛擬現實(shí)技術(shù)建立了實(shí)驗。實(shí)驗共進(jìn)行 4 次,包括常規加工實(shí)驗 2 次以及往復式?jīng)_壓件模具加工實(shí)驗 4 次,比對兩組實(shí)驗后的回彈量,并模擬使用,了解兩類(lèi)工件的使用價(jià)值。

    實(shí)驗過(guò)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(diǎn)為 AGFE 范圍內的部分,要求將其突出工件表面 0.5cm。

    3.1 實(shí)驗結果與分析

    常規加工共進(jìn)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 一側存在明顯的回彈問(wèn)題,回彈量達到 0.6%,無(wú)法滿(mǎn)足使用。

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

    應用往復式?jīng)_壓件模具進(jìn)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(mǎn)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(mǎn)足使用需求。

    實(shí)驗數據如表 1 所示。

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

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

    5 結語(yǔ)

    通過(guò)分析補償回彈的沖壓件模具設計,了解了相關(guān)理論內容。

    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(huì )帶來(lái)很多不利影響,比如降低工件精度、影響電動(dòng)穩定性、降低剛性等。

    通過(guò)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,再根據具體情況設計往復式?jīng)_壓件模具。

    應用虛擬現實(shí)技術(shù)對設計構想進(jìn)行模擬,結果證明了設計方法的可行性。深入了解上述理論,有利于在后續工作中控制回彈問(wèn)題。

    參考文獻:

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

    [2]解利娜 . 車(chē)身覆蓋件的回彈補償與模具型面設計方法的研究

    [D]. 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) ,2014.

    淺析沖壓件外緣翻邊開(kāi)裂原因及解決措施(一)
    關(guān)于補償回彈的沖壓件模具設計方法的探討(一)
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