高强钢精密冲压件回弹量预测及控制研究(一)

高强钢精密冲压件回弹量预测及控制研究(一)

Jul 13, 2022

免责声明:本文援引自网络或其他媒体,与扬锻官网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。

 

转发自:机床与液压

 

作者:舒泽泉,史鹏飞,李宇翔,杨浩,郭首汛,陈炜

(江苏大学机械工程学院,江苏镇江212013)

 

摘要:运用Dynaform软件建立高强钢板DP590的U形件有限元模型,进行了恒定压变力、恒定冲压速度条件下的回弹预测,并通过相同条件下的实验验证了回弹预测的准确性。

为实现高强钢精密冲压件回弹的智能控制,进行了变冲压速度和变压边力条件下的U形件的拉深试验。

其试验结果表明,采用变压力技术比变冲压速度技术更能有效地控制高强钢精密冲压件的回弹。

关键词:高强钢;回弹;预测;控制

中图分类号:TG386· 3 + 2文献标志码:A文章编号:1開1一3881(2017)17一117一3

Predication and Control Study Of Springback for Precision Stamping Part with High-strength Steel

SHU Zequan,SHI Pengfei,LI Yuxiang,YANG Hao,GUO Shouxun,CHEN Wei

〈School of Mechanical and Engineenng,Jiangsu University,Zhenjiang Jiangsu 212013,China)

Abstract:A finite element model(FEM)is established for predicting high strength steel DP590 springback Of I-I-shaped part under constant blank holder force and constant stamping speed with using Dynaform software. The expenments were carried out to validate the simulation predictions. In order to realize intelligent control Of high strength steel precision stamping part's springback,the Ushaped part drawmg expenments were carried out under variable blank holder force and variable stamping speed,川results Of expenments show that the springback is smaller when the experiments with effective control Of the variable blank holder force,

1、前言

先进高强钢板是实现汽车车身的轻量化和提高车身的碰撞安全性的主要材料之一过一2]。

针对先进高强钢板成形出现的成形性问题,采用有限元技术能够比较精确地对起皱、拉裂以及回弹等成形问题进行预测

并为先进高强钢的试验研究和成形工艺研究提供 [ 3 5]mm><1. 4 mm,并采用带9个积分点的BT.16壳体全积分自适应网格

板料的初始网格尺寸为2 mmo选用 Mat-36号材料模型进行高强钢板DP590的回弹预测,其中主要的材料参数如表1所示。

并以U形件的侧壁回弹量作为评价指标,如图2所示。

表1高强钢DP590基本力学参数

1有限元模型的建立与研究方案设计

1. 1有限元模型的建立

文中建立的U形件及成形模具的几何模型如图1 所示,其中凸模与凹模的圆角半径均为10mm,凸模与凹模间的单边间隙值为6 mm,凸模的宽度尺寸为 120 mm 拉深高度为50 mmc板料尺寸为280 mmx30

图1 U形件仿真有限元模型 图2回弹角的定义

1.2、研究方案设计

通过板料成形仿真软件一·DYNAFORM模拟不同压边力与冲压速度下的板料成形过程,研究恒定压边力与冲压速度对于高强度U形件回弹的影响。

通过实冲实验,验证有限元技术在进行高强度U形件回弹量预测方面的可靠性。

模拟与实冲的工艺参数如表2所示。

表2模拟与实冲的压边力与冲压速度参数

此外,通过变压边力和变冲压速度状态下的U 形件冲压实验,分析变冲压工艺参数对回弹量的影响,从而建立高强度U形件回弹控制方法,并确定最小回弹量对应压边力和冲压速度曲线。

文中采用常用的线性函数形式、二次函数形式以及阶梯函数形式的压边力加载曲线和3种不同变化范围的二次函数形式的变冲压速度曲线进行高强钢板U形件实冲试验

图3和图4分别为3种随冲压行程变化的压边力加载曲线和3种随冲压行程变化的冲压速度曲线。

2仿真与实验结果分析

2· 1回弹预测的可靠性分析

曲线和3种随冲压行程变化的冲压速度曲线。

分别记录下模拟和实冲试验中,对应不同恒定工艺参数的U形件回弹量并进行对比,见图5和表3。

由表3可知,误差平均值小于7%,波动较小,可知通过有限元模拟所得的回弹量与试验值在较小的误差范围内具有较好的吻合度。

因此验证通过有限元技术进行U形件回弹量预测的可靠性。

此外,通过分析不同工艺参数下的回弹量可知,在相同压边力情况下,随着冲压速度的升高,U形件回弹量基本不变;

在相同冲压速度情况下,随着压边力升高,U形件回弹量不断减小且减小幅度增大。

U形件的回弹是由于成形结束后板料的弹性变形回复造成的,且主要影响部位为侧壁和圆角区。

因此,影响U形件回弹量的主要因素为侧壁和圆角区的总变形中弹性变形所占比,且制件弹性变形量取决于材料屈服强度而在常温

较小应变速率下材料的屈服强度基本不变,因此在常温、相同拉深高度下决定 U形件回弹量的是不同压边力和冲压速度下的U形件侧壁和圆角处的总变形量。

因此,结合上述实验结果可知,在压边力恒定下,常温下较小的冲压速度对 U形件侧壁和圆角处的总变形量基本无影响,因此对于U形件的回弹基本无影响;

而当冲压速度恒定下改变压边力时,随压边力增大,压边处的料流难以流进凹模内,从而使得U形件侧壁和圆角处的板料充分变形,使得侧壁和圆角处的总变形量增大,从而减小了回弹量。

综上可知,在常温下增大恒定压边力可减小U形件的回弹。

由表4可知,在相同变冲压速度加载曲线下,次压边力曲线获得最大的回弹量,而阶梯压边力加载曲线下回弹量最小;

而在相同压边力加载曲线下,随着冲压速度变化区间的减小,U形件回弹量增大,即冲压速度曲线下的回弹量最小而C3冲压速度曲线下的回弹量最大。