模具面幾何修正的回彈補償方向分析結果

時間：2020-01-05作者：深圳市騰暢模具五金有限公司瀏覽：632

回彈是目前板料成形中難以解決的主要缺陷, 事實證明, 僅僅憑借回彈量的粗略經驗估算來對模 面進行反復修正的方法是粗糙和費時的, 目**般 采用有限元技術對回彈進行定量預測, 以期獲得回 彈后的實際形狀。**回彈預測的較終目的是通過 數(shù)值模擬來修正模面, 使得回彈后零件與設計的產 品一致[123 ] 。在存在較大回彈, 例如采用高強度板成 形的情況下, 采取基于數(shù)值模擬和逆向工程的模面 補償來消除大多數(shù)的回彈, 再通過工藝的調整來實 現(xiàn)回彈的進一步降低是經常采用的方法, 以期通過 較少的修模次數(shù)完成**的模具修整[4 ] 。因此, 對 模面進行補償修正在現(xiàn)實中非常重要, 也是目前的 主要研究熱點之一。 在多種模面補償修正方法中, 節(jié)點幾何位移補 償法, 由于其收斂快, 并且適合于大幾何位移變形 和復雜工件的情況而得到更多的重視, 以節(jié)點的幾 何位移補償原理為基礎, 也衍生出多種具體實用的 補償方案, 但普遍認為, 幾何位移補償法缺乏嚴格 的理論依據(jù), 因而未對其進行詳細的研究, 故此, 分析實際中, 基于幾何位移補償原理的具體補償方 案的應用特點、精度和效率, 賦予其一定的理論解 釋, 就顯得尤為重要。 1 模面幾何修正的補償方向描述 R1 H1Wagoner 等[5 ] 提出的幾何位移補償法 (DA) , 是通過將回彈補償量在沖壓方向上直接反向 疊加到初始模面, 以得到下一次迭代的模面, 然而, 直接將回彈量一次疊加到初始型面來補償?shù)乃^一 步DA 法, 其實只是一種經驗的方法, 補償?shù)幕貜?量的數(shù)值并沒有理論上的基礎。由于成形過程中的 強烈非線性, 很難通過一次回彈量的補償就得到理 想的工件形狀。事實上, 如R1 A1Lingbeek 等[6 ] 認 為, 一般情況下, 補償?shù)臄?shù)值應該大于回彈量才能 得到理想的工件形狀, 其補償因子α在1～215 范圍 內。R1 A1 Lingbeek 等[7 ] 對簡單的拉伸彎曲問題的 解析法進行分析, 得到問題的幾何參數(shù)后, 將補償 因子用求出的幾何參數(shù)來表示, 建立補償因子與物 理過程的關系, 較終使得一步DA 法的補償具有一 定的物理意義, 而不再是單純的經驗上的幾何補償。 柴海嘯[8 ] 也從彎曲問題的解析模型中, 推導出簡化 形式的補償因子的物理關系式, 即α≈ E/ ( E - D) 。 回彈補償量的確定得到了特別關注, 但回彈量 補償方向的確定卻未引起應有的重視。Wei Gan 和 R1 H1 Wagoner 較初提出的DA 法, 是以節(jié)點Z 方 向的位移變化值作為回彈量數(shù)值, 以Z 的反方向, 即沖壓反方向作為補償方向進行模面的修正, 但是 對于側壁的回彈計算卻往往由于其回彈主要出現(xiàn)在 X 方向, 從而引起計算的不收斂, Weiherm J 等[9 ] 采用節(jié)點的整個位移變化值作為回彈量數(shù)值對DA 法進行了修正, 補償精度有了較大的改善; 而在實 驗迭代的逆向工程中, 則往往采用點的法向偏移作 為回彈量的表征進行型面的法線反向補償[10 ] 。 一般來說, 由于過程的非線性特點, 從理想工 件反推出理想的模具型面是個復雜的問題, 補償后 的節(jié)點位置與實際回彈后的節(jié)點位置往往存在誤差 Δε(如圖1 所示) , 根據(jù)不同方向, 以不同的補償位 移值對型面進行補償, 往往對誤差Δε的影響非常 大, 直接影響到修正的精度。由于回彈量沿已定方 向, 以不同的補償位移值來表征的實質, 只是改變 了回彈量的數(shù)值, 可通過補償因子來進行調節(jié), 因 此, 考慮回彈的補償方向對回彈的影響, 以達到進 一步提高補償?shù)木仁潜匾? 可以認為, 當回彈 補償方向與實際回彈方向一致時, 回彈誤差Δε將減 小, 而回彈補償?shù)木葘⒌玫教岣? 但當回彈補償 方向與實際回彈方向差距較大時, 采用補償因子調 節(jié)回彈量數(shù)值的方法, 則難以達到提高補償精度的 目的。

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