模具面幾何修正的回彈補(bǔ)償方向分析結(jié)果

時(shí)間：2020-01-05作者：深圳市騰暢模具五金有限公司瀏覽：628

回彈是目前板料成形中難以解決的主要缺陷, 事實(shí)證明, 僅僅憑借回彈量的粗略經(jīng)驗(yàn)估算來(lái)對(duì)模 面進(jìn)行反復(fù)修正的方法是粗糙和費(fèi)時(shí)的, 目**般 采用有限元技術(shù)對(duì)回彈進(jìn)行定量預(yù)測(cè), 以期獲得回 彈后的實(shí)際形狀。**回彈預(yù)測(cè)的較終目的是通過 數(shù)值模擬來(lái)修正模面, 使得回彈后零件與設(shè)計(jì)的產(chǎn) 品一致[123 ] 。在存在較大回彈, 例如采用高強(qiáng)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(bǔ)償來(lái)消除大多數(shù)的回彈, 再通過工藝的調(diào)整來(lái)實(shí) 現(xiàn)回彈的進(jìn)一步降低是經(jīng)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(duì) 模面進(jìn)行補(bǔ)償修正在現(xiàn)實(shí)中非常重要, 也是目前的 主要研究熱點(diǎn)之一。 在多種模面補(bǔ)償修正方法中, 節(jié)點(diǎn)幾何位移補(bǔ) 償法, 由于其收斂快, 并且適合于大幾何位移變形 和復(fù)雜工件的情況而得到更多的重視, 以節(jié)點(diǎn)的幾 何位移補(bǔ)償原理為基礎(chǔ), 也衍生出多種具體實(shí)用的 補(bǔ)償方案, 但普遍認(rèn)為, 幾何位移補(bǔ)償法缺乏嚴(yán)格 的理論依據(jù), 因而未對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的研究, 故此, 分析實(shí)際中, 基于幾何位移補(bǔ)償原理的具體補(bǔ)償方 案的應(yīng)用特點(diǎn)、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(bǔ)償方向描述 R1 H1Wagoner 等[5 ] 提出的幾何位移補(bǔ)償法 (DA) , 是通過將回彈補(bǔ)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(lái)補(bǔ)償?shù)乃^一 步DA 法, 其實(shí)只是一種經(jīng)驗(yàn)的方法, 補(bǔ)償?shù)幕貜?量的數(shù)值并沒有理論上的基礎(chǔ)。由于成形過程中的 強(qiáng)烈非線性, 很難通過一次回彈量的補(bǔ)償就得到理 想的工件形狀。事實(shí)上, 如R1 A1Lingbeek 等[6 ] 認(rèn) 為, 一般情況下, 補(bǔ)償?shù)臄?shù)值應(yīng)該大于回彈量才能 得到理想的工件形狀, 其補(bǔ)償因子α在1～215 范圍 內(nèi)。R1 A1 Lingbeek 等[7 ] 對(duì)簡(jiǎn)單的拉伸彎曲問題的 解析法進(jìn)行分析, 得到問題的幾何參數(shù)后, 將補(bǔ)償 因子用求出的幾何參數(shù)來(lái)表示, 建立補(bǔ)償因子與物 理過程的關(guān)系, 較終使得一步DA 法的補(bǔ)償具有一 定的物理意義, 而不再是單純的經(jīng)驗(yàn)上的幾何補(bǔ)償。 柴海嘯[8 ] 也從彎曲問題的解析模型中, 推導(dǎo)出簡(jiǎn)化 形式的補(bǔ)償因子的物理關(guān)系式, 即α≈ E/ ( E - D) 。 回彈補(bǔ)償量的確定得到了特別關(guān)注, 但回彈量 補(bǔ)償方向的確定卻未引起應(yīng)有的重視。Wei Gan 和 R1 H1 Wagoner 較初提出的DA 法, 是以節(jié)點(diǎn)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(bǔ)償方向進(jìn)行模面的修正, 但是 對(duì)于側(cè)壁的回彈計(jì)算卻往往由于其回彈主要出現(xiàn)在 X 方向, 從而引起計(jì)算的不收斂, Weiherm J 等[9 ] 采用節(jié)點(diǎn)的整個(gè)位移變化值作為回彈量數(shù)值對(duì)DA 法進(jìn)行了修正, 補(bǔ)償精度有了較大的改善; 而在實(shí) 驗(yàn)迭代的逆向工程中, 則往往采用點(diǎn)的法向偏移作 為回彈量的表征進(jìn)行型面的法線反向補(bǔ)償[10 ] 。 一般來(lái)說(shuō), 由于過程的非線性特點(diǎn), 從理想工 件反推出理想的模具型面是個(gè)復(fù)雜的問題, 補(bǔ)償后 的節(jié)點(diǎn)位置與實(shí)際回彈后的節(jié)點(diǎn)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(bǔ)償位 移值對(duì)型面進(jìn)行補(bǔ)償, 往往對(duì)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(bǔ)償位移值來(lái)表征的實(shí)質(zhì), 只是改變 了回彈量的數(shù)值, 可通過補(bǔ)償因子來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié), 因 此, 考慮回彈的補(bǔ)償方向?qū)貜椀挠绊? 以達(dá)到進(jìn) 一步提高補(bǔ)償?shù)木仁潜匾? 可以認(rèn)為, 當(dāng)回彈 補(bǔ)償方向與實(shí)際回彈方向一致時(shí), 回彈誤差Δε將減 小, 而回彈補(bǔ)償?shù)木葘⒌玫教岣? 但當(dāng)回彈補(bǔ)償 方向與實(shí)際回彈方向差距較大時(shí), 采用補(bǔ)償因子調(diào) 節(jié)回彈量數(shù)值的方法, 則難以達(dá)到提高補(bǔ)償精度的 目的。

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