May 10, 2022
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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)
衝壓加工是一種(zhǒng)典型的物理加工方法,應用外(wài)力破壞板材固有的物理特征(zhēng),並通(tōng)過模具對其進行規範,在這(zhè)一過程中,板(bǎn)材首先(xiān)受力,之後出現形變(biàn),並在整個過程中不斷回彈。
各國工業生產都麵臨(lín)回彈問題,德國、日本等機械製造強國對回彈的控製最為成功,日本對各行業所(suǒ)用工件都給出(chū)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(bèi)的剛性和精度也極為優越,因此能夠有效(xiào)控製回彈問題。
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(huì)造成(chéng)構件的形變,作用(yòng)力消失後,反作用(yòng)力也消失,被導入板材(cái)中的力(lì)因此失去製約,會沿著力消失的方向(xiàng)快(kuài)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(yǐ)經嚴重損耗,回彈也(yě)會相對輕微,反之則(zé)較為嚴重。
3.1 模(mó)具(jù)設計
模具(jù)的設計(jì)理念是往複式(shì)加工,其控製(zhì)則依賴於自動化技術,模具(jù)加(jiā)工係統結構上包括控製(zhì)端、執行端兩大部分,應用集(jí)成技術和通信技術實現實際作業。
在往複加(jiā)工的過程中,衝壓(yā)的(de)負載是不同的,取往複 5 次加工模式,則負載變化的基本(běn)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(bù)降低。
控(kòng)製(zhì)端主要由計算機構成,在對工件進行加工前,要(yào)通過反複收集數據了解(jiě)精度要求(qiú),設定默認程序控製加工過程,控製端與執行端連為一體,依靠通信技術進行指令的下達,並將(jiāng)指令集和各類軟件、輸入、輸出(chū)係統、可(kě)視化結構集成到一塊芯片中,控製全過程。
衝壓件模具實(shí)際工作的流程(chéng)是(shì):設定程序、粗(cū)加工、精加工、完成。
人員下達的指令通過輸入模塊和通信(xìn)技術傳輸至控製段,並實現記憶,之後模具對(duì)板料進行衝壓加工,分割為規格要求下的小模塊,再利用往複加工(gōng)法進行精加(jiā)工,最終完(wán)成(chéng)衝壓作業,實現工件的精(jīng)度加工。
3 實驗分析
3.1 實驗過程
為檢驗往複式加工法的可行性,利用虛擬現實(shí)技(jì)術建立了實驗。實驗共進行 4 次,包括常規加(jiā)工實驗 2 次以及往複式(shì)衝壓件模具加工實驗 4 次(cì),比對兩組實驗後的回彈量(liàng),並(bìng)模擬使用,了解兩類工件的使用價值。
實驗過程中(zhōng),人工模擬了工作環境和往(wǎng)複(fù)式(shì)加工的作用力、反作用力。所選的工作(zuò)模(mó)型(xíng)如(rú)圖 1 所示。
該工件的加工重點為 AGFE 範圍內的部分,要(yào)求將其突出工件表麵 0.5cm。
3.1 實驗結果與分析
常規加工共進行四次,第一(yī)次加工(gōng)所獲工件, AGFE 部分突出工件(jiàn)表麵 0.5cm,但 DB 一(yī)側(cè)存(cún)在明顯的回彈問題,回彈量達到(dào) 0.6%,無法滿足使用。
第二(èr)次加工所獲工件(jiàn)回彈(dàn)問題同樣在 DB 一側,回彈量超過1%,造成 AGFE 部分突出(chū)範圍大於 0.6cm,也難以滿足使用要求。
應用往複(fù)式衝壓件模具(jù)進行加工(gōng),第一次加工完成後,AGFE 部分突出工(gōng)件表麵 0.5cm,工件回(huí)彈量為 0.03%,滿足使用需求,第二次加工完成後(hòu), AGFE 部分突出工件(jiàn)表麵 0.5cm,工件回彈量(liàng)為 0.02%,滿足使用需求。
實驗數據如表 1 所示(shì)。
在隨後進行的使用模(mó)擬(nǐ)中,以數控機床為模擬對象,為(wéi)快速了解成果,人員加快了模擬速度,取(qǔ) 100 倍數值快速進行試驗。
1、2 號工(gōng)件(jiàn)在作業中存在嚴重的不穩定問(wèn)題,使加工作業(yè)誤差增加。3、4 號工件工作(zuò)性能較為良好,也能應對電(diàn)動穩定性問題。
5 結語
通過分析(xī)補償回彈的衝壓(yā)件模具設計,了解了相關理論內容(róng)。
回彈是板料衝壓中的主要(yào)缺(quē)陷(xiàn)之一,在工件(jiàn)製造等領域,回彈會帶來很多不利(lì)影響,比如降低工件精度(dù)、影響電動穩定性、降(jiàng)低剛性等。
通(tōng)過建(jiàn)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(jù)體情況(kuàng)設計往複式衝壓件模具。
應(yīng)用虛擬(nǐ)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(rù)了解上(shàng)述(shù)理論,有利於在後續工作中控製回彈問(wèn)題。
參(cān)考文獻:
[1]李貴 . 麵向產品設計的回彈模擬與幾何補償方法研(yán)究(jiū) [D]. 華中科技大學 ,2014.
[2]解利娜 . 車身覆蓋件的回(huí)彈補償與(yǔ)模具型麵設計方法的研究
[D]. 沈陽工業大(dà)學 ,2014.
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