精密成形工程：基于模具補(bǔ)償法的機(jī)械式脹形橋殼回彈控制
2022-06-20【作 者】王久林;李萍;李紀(jì)龍;薛克敏
【前 言】
回彈是零件在彎曲卸載過程產(chǎn)生的反向彈性變形，它的存在影響了產(chǎn)品成形精度，增加了試模、修模以及成形后校形的工作量，降低了生產(chǎn)效率，因此探究回彈規(guī)律，運(yùn)用合適的方法控制回彈量，就顯得尤為重要了[1]。長期以來，許多學(xué)者關(guān)于回彈開展了大量的研究．總結(jié)出了一些求解回彈值的計(jì)算公式，但由于成形條件的復(fù)雜性和成形零件結(jié)構(gòu)的多樣性，至今仍沒有統(tǒng)一的能夠精確計(jì)算回彈值的經(jīng)驗(yàn)公式[2-3]。20世紀(jì)70年代有限元技術(shù)的出現(xiàn)，為人們進(jìn)行回彈預(yù)測提供了一種全新途徑[4-6]。有限元求解回彈的方法主要有兩種：無模法和有模法。無模法是在成形結(jié)束時(shí)去除模具代之以接觸反力，進(jìn)行迭代汁算，直到接觸力為0：有模法是在成形結(jié)束時(shí)，讓模具反向運(yùn)動(dòng)，直到模具與坯料完全脫離為止[7]。
汽車橋殼機(jī)械式脹形T藝是近幾十年來發(fā)展起來的一種新工藝[8-14]。其成形過程類似于板材彎曲過程，隨著模具的進(jìn)給管坯彎曲變形程度增大，各部位產(chǎn)生的彎曲變形量不一致，應(yīng)力分布不均勻，因此模具卸載后橋殼不可避免地會(huì)發(fā)生回彈，造成橋殼尺寸形狀的不準(zhǔn)確。補(bǔ)償法是控制和補(bǔ)償零件回彈的常用方法之一[15-16]，即在模具結(jié)構(gòu)上根據(jù)零件的回彈趨勢。修正模具工作部分的形狀及尺寸，補(bǔ)償零件回彈量。使卸載后的形狀與期望值相符或相近。
文中采用更接近實(shí)際回彈過程的有模法。借助Marc軟件平臺(tái)，對橋殼的機(jī)械式脹形過程展開數(shù)值模擬，并采用補(bǔ)償法修改成形模具形狀和尺寸，以期得到所需的成形精度。最后，根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，在630 kN液壓機(jī)上進(jìn)行了物理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
【結(jié) 論】
采用數(shù)值模擬與物理實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，借助Marc軟件平臺(tái)，對機(jī)械式脹形橋殼的回彈現(xiàn)象展開了研究，模擬結(jié)果表明橋殼琵琶包部位存在明顯回彈，單側(cè)回彈量達(dá)到6．06 mm。采用模具補(bǔ)償法對凹模和鑲塊尺寸進(jìn)行修改，將凹模圓角半徑由75mm減小到72 mm，鑲塊進(jìn)給量由40 mm增加至45mm。模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，橋殼回彈量得到了較好的補(bǔ)償，橋殼零件形狀尺寸滿足使用要求，為生產(chǎn)實(shí)踐提供了一定的指導(dǎo)。
以下是正文：
