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轉發自：機床與液壓

作者：舒澤泉，史鵬飛，李宇翔，楊浩，郭首汛，陳煒

（江蘇大學機械工程學院，江蘇鎮江212013）

文中采用常用的線性函數形式、二次函數形式以及階梯函數形式的壓邊力加載曲線和3種不同變化范圍的二次函數形式的變沖壓速度曲線進行高強鋼板U形件實沖試驗

圖3和圖4分別為3種隨沖壓行程變化的壓邊力加載曲線和3種隨沖壓行程變化的沖壓速度曲線。

2仿真與實驗結果分析

2· 1回彈預測的可靠性分析

曲線和3種隨沖壓行程變化的沖壓速度曲線。

分別記錄下模擬和實沖試驗中，對應不同恒定工藝參數的U形件回彈量并進行對比，見圖5和表3。

由表3可知，誤差平均值小于7％，波動較小，可知通過有限元模擬所得的回彈量與試驗值在較小的誤差范圍內具有較好的吻合度。

因此驗證通過有限元技術進行U形件回彈量預測的可靠性。

此外，通過分析不同工藝參數下的回彈量可知，在相同壓邊力情況下，隨著沖壓速度的升高，U形件回彈量基本不變；

在相同沖壓速度情況下，隨著壓邊力升高，U形件回彈量不斷減小且減小幅度增大。

U形件的回彈是由于成形結束后板料的彈性變形回復造成的，且主要影響部位為側壁和圓角區。

因此，影響U形件回彈量的主要因素為側壁和圓角區的總變形中彈性變形所占比，且制件彈性變形量取決于材料屈服強度而在常溫

較小應變速率下材料的屈服強度基本不變，因此在常溫、相同拉深高度下決定 U形件回彈量的是不同壓邊力和沖壓速度下的U形件側壁和圓角處的總變形量。

因此，結合上述實驗結果可知，在壓邊力恒定下，常溫下較小的沖壓速度對 U形件側壁和圓角處的總變形量基本無影響，因此對于U形件的回彈基本無影響；

而當沖壓速度恒定下改變壓邊力時，隨壓邊力增大，壓邊處的料流難以流進凹模內，從而使得U形件側壁和圓角處的板料充分變形，使得側壁和圓角處的總變形量增大，從而減小了回彈量。

綜上可知，在常溫下增大恒定壓邊力可減小U形件的回彈。

由表4可知，在相同變沖壓速度加載曲線下，次壓邊力曲線獲得最大的回彈量，而階梯壓邊力加載曲線下回彈量最小；

而在相同壓邊力加載曲線下，隨著沖壓速度變化區間的減小，U形件回彈量增大，即沖壓速度曲線下的回彈量最小而C3沖壓速度曲線下的回彈量最大。

且對比表3和表4可知，采用變壓邊力和變沖壓速度可以有效地減小U形件回彈。

由于在遞增型壓邊力情況下，初期較小的壓邊力有助于壓邊處板料向凹模內的流人，后期較大的壓邊力有助于凹模內板料的充分變形；

而采用遞減型沖壓速度曲線情況下，初期較大的沖壓速度有助于側壁處板料迅速突破屈服強度進行應變強化而使得側壁處的變形抗力達到由壓邊力導致的板料流動阻力

從而拉動壓邊處板料向凹模內流動以獲得均勻變形，而后期較小的沖壓速度有助于板料變形過程中的位錯充分括展，減小變形抗力以防止側壁拉伸斷裂。

均勻的應變分布有助于減小U形件內部的應力梯度，從而減小回彈量。

綜上可知，當采用階梯型壓邊力曲線時，可以獲得最小的初期壓邊力和最大的后期壓邊力，最均勻的應變分布可獲得最小的回彈量；

而采用沖壓速度曲線可以獲得最大的初始沖壓速度，在初期試樣不破裂情況下可以使U形件獲得均勻的應變分布，從而獲得較小的回彈量。

因此，采用變沖壓速度和變壓邊力技術可以控制U形件回彈，而采用階梯型遞增壓邊力曲線結合較大變化區間內的遞減型沖壓速度曲線可以獲得最小的回彈量。

3、結論

（1） 采用DYNAFORM中的Mat-36號材料模型建立的U形件的有限元回彈預測模型能較為準確預測高強鋼板DP590的回彈變形，其平均誤差小于7％且誤差波動較小。

（2） 在恒定的壓邊力和沖壓速度條件下，較大的壓邊力可以獲得較大的U形件側壁和圓角變形

從而獲得較小的彈性變形在總變形中所占百分比，故導致較小的回彈量；

而較小的沖壓速度對U形件回彈基本無影響。

（3） 采用遞增性壓邊力曲線和遞減型沖壓速度曲線都可以有效地控制U形件回彈以降低回彈量。

其中，采用階梯型壓邊力曲線結合較大變化區間內的沖壓速度曲線可以獲得最小的U形件回彈。

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