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來源：研究與探索·工藝與技術

（上海電子工業學校，上海 201411）

沖壓加工是一種典型的物理加工方法，應用外力破壞板材固有的物理特征，并通過模具對其進行規范，在這一過程中，板材首先受力，之后出現形變，并在整個過程中不斷回彈。

各國工業生產都面臨回彈問題，德國、日本等機械制造強國對回彈的控制最為成功，日本對各行業所用工件都給出十分嚴格的標準，而德國所用的加工材料性能突出、加工設備的剛性和精度也極為優越，因此能夠有效控制回彈問題。

在板材受力的一瞬間，作用力和反作用力雖然在數值上基本是均等的，但會造成構件的形變，作用力消失后，反作用力也消失，被導入板材中的力因此失去制約，會沿著力消失的方向快速擴散，擴散的力受到板料物理性質影響，在擴散過程中不斷損耗，如果在工件邊緣已經嚴重損耗，回彈也會相對輕微，反之則較為嚴重。

編輯

3.1 模具設計

模具的設計理念是往復式加工，其控制則依賴于自動化技術，模具加工系統結構上包括控制端、執行端兩大部分，應用集成技術和通信技術實現實際作業。

在往復加工的過程中，沖壓的負載是不同的，取往復 5 次加工模式，則負載變化的基本規律為：100％、90％、 80％、70％、60％。實際工作中可視工件精度要求調整負載水平，基本規律是逐步降低。

控制端主要由計算機構成，在對工件進行加工前，要通過反復收集數據了解精度要求，設定默認程序控制加工過程，控制端與執行端連為一體，依靠通信技術進行指令的下達，并將指令集和各類軟件、輸入、輸出系統、可視化結構集成到一塊芯片中，控制全過程。

沖壓件模具實際工作的流程是：設定程序、粗加工、精加工、完成。

人員下達的指令通過輸入模塊和通信技術傳輸至控制段，并實現記憶，之后模具對板料進行沖壓加工，分割為規格要求下的小模塊，再利用往復加工法進行精加工，最終完成沖壓作業，實現工件的精度加工。

3 實驗分析

3.1 實驗過程

為檢驗往復式加工法的可行性，利用虛擬現實技術建立了實驗。實驗共進行 4 次，包括常規加工實驗 2 次以及往復式沖壓件模具加工實驗 4 次，比對兩組實驗后的回彈量，并模擬使用，了解兩類工件的使用價值。

實驗過程中，人工模擬了工作環境和往復式加工的作用力、反作用力。所選的工作模型如圖 1 所示。

該工件的加工重點為 AGFE 范圍內的部分，要求將其突出工件表面 0.5cm。

3.1 實驗結果與分析

常規加工共進行四次，第一次加工所獲工件， AGFE 部分突出工件表面 0.5cm，但 DB 一側存在明顯的回彈問題，回彈量達到 0.6％，無法滿足使用。

第二次加工所獲工件回彈問題同樣在 DB 一側，回彈量超過1％，造成 AGFE 部分突出范圍大于 0.6cm，也難以滿足使用要求。

應用往復式沖壓件模具進行加工，第一次加工完成后，AGFE 部分突出工件表面 0.5cm，工件回彈量為 0.03％，滿足使用需求，第二次加工完成后， AGFE 部分突出工件表面 0.5cm，工件回彈量為 0.02％，滿足使用需求。

實驗數據如表 1 所示。

在隨后進行的使用模擬中，以數控機床為模擬對象，為快速了解成果，人員加快了模擬速度，取 100 倍數值快速進行試驗。

1、2 號工件在作業中存在嚴重的不穩定問題，使加工作業誤差增加。3、4 號工件工作性能較為良好，也能應對電動穩定性問題。

5 結語

通過分析補償回彈的沖壓件模具設計，了解了相關理論內容。

回彈是板料沖壓中的主要缺陷之一，在工件制造等領域，回彈會帶來很多不利影響，比如降低工件精度、影響電動穩定性、降低剛性等。

通過建立有限元模型，可以分析得到金屬板料受力、形變、回彈等情況，再根據具體情況設計往復式沖壓件模具。

應用虛擬現實技術對設計構想進行模擬，結果證明了設計方法的可行性。深入了解上述理論，有利于在后續工作中控制回彈問題。

參考文獻：

[1]李貴 . 面向產品設計的回彈模擬與幾何補償方法研究 [D]. 華中科技大學 ,2014.

[2]解利娜 . 車身覆蓋件的回彈補償與模具型面設計方法的研究

[D]. 沈陽工業大學 ,2014.