模具面几何修正的回弹补偿方向分析结果

时间：2020-01-05作者：深圳市腾畅模具五金有限公司浏览：625

回弹是目前板料成形中难以解决的主要缺陷, 事实证明, 仅仅凭借回弹量的粗略经验估算来对模 面进行反复修正的方法是粗糙和费时的, 目**般 采用有限元技术对回弹进行定量预测, 以期获得回 弹后的实际形状。**回弹预测的较终目的是通过 数值模拟来修正模面, 使得回弹后零件与设计的产 品一致[123 ] 。在存在较大回弹, 例如采用高强度板成 形的情况下, 采取基于数值模拟和逆向工程的模面 补偿来消除大多数的回弹, 再通过工艺的调整来实 现回弹的进一步降低是经常采用的方法, 以期通过 较少的修模次数完成**的模具修整[4 ] 。因此, 对 模面进行补偿修正在现实中非常重要, 也是目前的 主要研究热点之一。 在多种模面补偿修正方法中, 节点几何位移补 偿法, 由于其收敛快, 并且适合于大几何位移变形 和复杂工件的情况而得到更多的重视, 以节点的几 何位移补偿原理为基础, 也衍生出多种具体实用的 补偿方案, 但普遍认为, 几何位移补偿法缺乏严格 的理论依据, 因而未对其进行详细的研究, 故此, 分析实际中, 基于几何位移补偿原理的具体补偿方 案的应用特点、精度和效率, 赋予其一定的理论解 释, 就显得尤为重要。 1 模面几何修正的补偿方向描述 R1 H1Wagoner 等[5 ] 提出的几何位移补偿法 (DA) , 是通过将回弹补偿量在冲压方向上直接反向 叠加到初始模面, 以得到下一次迭代的模面, 然而, 直接将回弹量一次叠加到初始型面来补偿的所谓一 步DA 法, 其实只是一种经验的方法, 补偿的回弹 量的数值并没有理论上的基础。由于成形过程中的 强烈非线性, 很难通过一次回弹量的补偿就得到理 想的工件形状。事实上, 如R1 A1Lingbeek 等[6 ] 认 为, 一般情况下, 补偿的数值应该大于回弹量才能 得到理想的工件形状, 其补偿因子α在1～215 范围 内。R1 A1 Lingbeek 等[7 ] 对简单的拉伸弯曲问题的 解析法进行分析, 得到问题的几何参数后, 将补偿 因子用求出的几何参数来表示, 建立补偿因子与物 理过程的关系, 较终使得一步DA 法的补偿具有一 定的物理意义, 而不再是单纯的经验上的几何补偿。 柴海啸[8 ] 也从弯曲问题的解析模型中, 推导出简化 形式的补偿因子的物理关系式, 即α≈ E/ ( E - D) 。 回弹补偿量的确定得到了特别关注, 但回弹量 补偿方向的确定却未引起应有的重视。Wei Gan 和 R1 H1 Wagoner 较初提出的DA 法, 是以节点Z 方 向的位移变化值作为回弹量数值, 以Z 的反方向, 即冲压反方向作为补偿方向进行模面的修正, 但是 对于侧壁的回弹计算却往往由于其回弹主要出现在 X 方向, 从而引起计算的不收敛, Weiherm J 等[9 ] 采用节点的整个位移变化值作为回弹量数值对DA 法进行了修正, 补偿精度有了较大的改善; 而在实 验迭代的逆向工程中, 则往往采用点的法向偏移作 为回弹量的表征进行型面的法线反向补偿[10 ] 。 一般来说, 由于过程的非线性特点, 从理想工 件反推出理想的模具型面是个复杂的问题, 补偿后 的节点位置与实际回弹后的节点位置往往存在误差 Δε(如图1 所示) , 根据不同方向, 以不同的补偿位 移值对型面进行补偿, 往往对误差Δε的影响非常 大, 直接影响到修正的精度。由于回弹量沿已定方 向, 以不同的补偿位移值来表征的实质, 只是改变 了回弹量的数值, 可通过补偿因子来进行调节, 因 此, 考虑回弹的补偿方向对回弹的影响, 以达到进 一步提高补偿的精度是必要的, 可以认为, 当回弹 补偿方向与实际回弹方向一致时, 回弹误差Δε将减 小, 而回弹补偿的精度将得到提高, 但当回弹补偿 方向与实际回弹方向差距较大时, 采用补偿因子调 节回弹量数值的方法, 则难以达到提高补偿精度的 目的。

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