汽车冲压件工艺参数优化及回弹控制(二)

汽车冲压件工艺参数优化及回弹控制(二)

May 07, 2022

 

 

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来源:锻压技术

作者:苟春梅,吴民,董静,孙华伟

(新疆交通职业技术学院汽车工程学院,新疆乌鲁木齐831401)

 

对于汽车后地板模具开发中,最后凸凹要完全闭合,因此,在对汽车后地板的工艺参数优化中主要考虑了成形过程中的压边力和摩擦系数工艺参数优化借助AutoForm的西格玛优化模块(RE:Performance Analysis Design),该模块用于冲压工艺参数优化。

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优化分析的设计变量见表2。

优化分析中优化目标为零件的回弹量,进行30组模拟,得到的模拟结果见图2,由图2可知,第24 组为回弹最小的模拟组,因此,将该模拟组的参数作为最优参数组合,即最优组的压边力为798 kN,摩擦系数为0.14。

优化后的零件的回弹分布如图3所示,图3中采用椭圆圈出的区域A一刀为该零件回弹较大的4个区域,其中零件的最大回弹量为L 78 mm

3回弹补偿

采用工艺参数优化只能减小零件的回弹,但不能完全控制零件的回弹量因此,接下来采用回弹补偿方法来进一步控制回弹。

对拉延工序的模具进行补偿,回弹补偿方法如图4所示,将拉延模模面分为3个区域,切边线以内区域定义为直接补偿区域,压料面部分定义为固定补偿区域,压料面和切边线之间区域定义为过渡补偿区域。

采用AutoForm 软件进行回弹补偿,当回弹补偿循环迭代2次后,成形后零件的回弹满足尺寸公差要求。

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第1次回弹补偿后,零件的回弹相对于未补偿时回弹量有所降低,图3中4个椭圆区域,4、的最大回弹量分别为1.28,1. 14,1. 21和0.96 mm

第2次回弹补偿后的零件的回弹分布如图5所示,4个椭圆区域、刀的最大回弹量分别为0.68,0.63,0.62和0,45 mm

图6为回弹补偿前后的模面,可以看出零件的型面补偿主要在零件区域和过渡补偿区域,压料面在补偿前后未发生变化

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4 实验验证

为验证数值模拟结果进行了模具加工和试模实验,得到试模零件如图7所示。

由图7可知,该零件成形充分,无成形缺陷。

采用模具检具对零件进行检查,重点测量图3所示的4个椭圆区域,得到技术椭圆区域」一刀的最大回弹量分别为L 20,0.96, 1. 14和0,66 mm由于零件的允许最大偏差为 ±0. 7 mm

因此,还需要对超出区域进行试模修改,通过再一次对模具型面进行修改加工,最终得到零件的回弹偏差满足零件尺寸要求。

虽然本文提出的方法没有达到一次控制零件的回弹,但相对于传统回弹补偿方法,能缩短试模调试时间,降低模具成本。

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5结论

(1)针对汽车冲压件的回弹问题,借助数值模拟软件AutoForm建立汽车后地板零件冲压成形的全流程的有限元模型,然后采用工艺参数优化和回弹补偿来控制该零件的回弹。

(2)工艺参数优化中得到最优组的压边力为798 kN,摩擦系数为0· 14。采用回弹补偿策略对拉延模具进行回弹补偿,当回弹补偿循环迭代两次后成形后零件的回弹满足尺寸公差要求。

(3)实验结果表明将工艺参数优化和回弹补偿相结合的方法能够有效地控制零件的回弹,缩短试模调试时间,降低模具成本。

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