Mar 18, 2022
工藝參數(shù)優(yōu)化
零件回彈的影響因素較多,包括材料參數(shù)和成形工藝參數(shù)。
而當零件的材料確定后,材料參數(shù)已確定,不能進行更改,因此,為了降低成形后零件的回彈量,對汽車后地板的成形工藝參數(shù)進行優(yōu)化,確定回彈量較小的工參數(shù)
謝宏成在對汽車沖壓件的回彈控制中,得出影響零件回彈的主要工藝參數(shù)有壓邊力、模具間隙、摩擦系數(shù)7。
對于汽車后地板模具開發(fā)中,最后凸凹要完全閉合,因此,在對汽車后地板的工藝參數(shù)優(yōu)化中主要考慮了成形過程中的壓邊力和摩擦系數(shù)工藝參數(shù)優(yōu)化借助AutoForm的西格瑪優(yōu)化模塊(RE:Performance Analysis Design),該模塊用于沖壓工藝參數(shù)優(yōu)化。
優(yōu)化分析的設計變量見表2。
優(yōu)化分析中優(yōu)化目標為零件的回彈量,進行30組模擬,得到的模擬結果見圖2,由圖2可知,第24 組為回彈最小的模擬組,因此,將該模擬組的參數(shù)作為最優(yōu)參數(shù)組合,即最優(yōu)組的壓邊力為798 kN,摩擦系數(shù)為0 · 14。
優(yōu)化后的零件的回彈分布如圖3所示,圖3中采用橢圓圈出的區(qū)域A一刀為該零件回彈較大的4個區(qū)域,其中零件的最大回彈量為L 78 mm
3回彈補償
采用工藝參數(shù)優(yōu)化只能減小零件的回彈,但不能完全控制零件的回彈量因此,接下來采用回彈補償方法來進一步控制回彈。
對拉延工序的模具進行補償,回彈補償方法如圖4所示,將拉延模模面分為3個區(qū)域,切邊線以內(nèi)區(qū)域定義為直接補償區(qū)域,壓料面部分定義為固定補償區(qū)域,壓料面和切邊線之間區(qū)域定義為過渡補償區(qū)域。
采用AutoForm 軟件進行回彈補償,當回彈補償循環(huán)迭代2次后,成形后零件的回彈滿足尺寸公差要求。
第1次回彈補償后,零件的回彈相對于未補償時回彈量有所降低,圖3中4個橢圓區(qū)域,4、的最大回彈量分別為1.28,1. 14,1. 21和0.96 mm第2次回彈補償后的零件的回彈分布如圖5所示,4個橢圓區(qū)域、刀的最大回彈量分別為0.68,0.63,0.62和0,45 mm圖6為回彈補償前后的模面,可以看出零件的型面補償主要在零件區(qū)域和過渡補償區(qū)域,壓料面在補償前后未發(fā)生變化
4 實驗驗證
為驗證數(shù)值模擬結果進行了模具加工和試模實驗,得到試模零件如圖7所示。由圖7可知,該零件成形充分,無成形缺陷。
采用模具檢具對零件進行檢查,重點測量圖3所示的4個橢圓區(qū)域,得到橢圓區(qū)域一刀的最大回彈量分別為L 20,0.96, 1. 14和0,66 mm由于零件的允許最大偏差為 ±0. 7 mm,因此,還需要對超出區(qū)域進行試模修改,通過再一次對模具型面進行修改加工,最終得到零件的回彈偏差滿足零件尺寸要求。
雖然本文提出的方法沒有達到一次控制零件的回彈,但相對于傳統(tǒng)回彈補償方法,能縮短試模調(diào)試時間,降低模具成本。
5結論
(1)針對汽車沖壓件的回彈問題,借助數(shù)值模擬軟件AutoForm建立汽車后地板零件沖壓成形的全流程的有限元模型,然后采用工藝參數(shù)優(yōu)化和回彈補償來控制該零件的回彈。
(2)工藝參數(shù)優(yōu)化中得到最優(yōu)組的壓邊力為798 kN,摩擦系數(shù)為0· 14。采用回彈補償策略對拉延模具進行回彈補償,當回彈補償循環(huán)迭代兩次后成形后零件的回彈滿足尺寸公差要求。
(3)實驗結果表明將工藝參數(shù)優(yōu)化和回彈補償相結合的方法能夠有效地控制零件的回彈,縮短試模調(diào)試時間,降低模具成本。
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