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《复杂形状板料冲压件回弹评价指标研究_朱东波.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第19卷第6期机械科学与技术Vo.l19No.62000年11月MECHANICALSCIENCEANDTECHNOLOGYNov2000文章编号:1003-8728(2000)06-0953-03复杂形状板料冲压件回弹评价指标研究朱东波,马雷,李涤尘,卢秉恒(西安交通大学先进制造技术研究所,西安710049)朱东波摘要:对于3-D复杂形状板料冲压件,现有的回弹评价指标均有一定的片面性,难以满足工程实践和理论研究多方面的要求。本文从弹性变形能概念出发,提出一种新的回弹评价指标。新指标反映了冲压件回弹过程的几何
2、和力学本质,能客观全面地评价复杂零件的整体回弹水平。新指标以相同的参数衡量2-D弯曲件和3-D复杂冲压件的回弹水平,做到了评价指标相对于不同评价对象的一致性。关键词:板料成形;回弹;回弹评价中图分类号:TG386.3文献标识码:A引言1回弹评价的一般方法板料成形过程中普遍有回弹问题,特别在弯曲和浅拉深过程中回弹现象更为严重,对零件的尺寸精度和生产效回弹研究最初主要集中于2-D弯曲成形过程,这一方面是因为2-D弯曲件受回弹的影响较大,另一方面2-D弯曲件率造成极大的影响。汽车覆盖件是典型的复杂曲面薄板冲压件,回
3、弹现象是影响其成形精度的重要因素之一。随着对几何形状和力学过程较为简单,容易从理论上进行分析研究。工程中大量遇到的是单车身外观质量要求的不断提高,以及高强度钢板和铝板在车身中的广泛应用,在覆盖件模具设计和制造中回弹问题曲率弯曲问题,对于相对弯[1～3]曲半径较小的零件一般以回受到工程和研究人员的极大关注。由于板料成形过程弹角△T来评价其回弹量的的复杂性,回弹的影响很难在模具设计阶段准确估计,给覆大小,对于相对弯曲半径较盖件模具的设计和制造带来很大的困难。大的零件一般采用曲率变化解决复杂曲面冲压件回弹问题的根本
4、方法是模具补偿法,即在考虑回弹量的前提下,对模具型面进行预修正,使量△k或弯曲半径变化量△R图1回弹前后零件形状变化来评价回弹的大小[10],(图得冲压件回弹后刚好满足设计形状要求。模具修正是一个1)。迭代过程,先根据经验或理论预测设计模具型面,实际冲压ΔT=T1-T2或数值模拟得到试冲结果后,测量或计算试冲件与设计目ΔR=R2-R1标间的形状误差,然后进行模具修正,如此往复,直到冲出-1-1满足精度要求的零件[4～6]。显然,一个能客观全面地反映零Δk=R1-R2件回弹量的评价指标对于以上过程是非常重要的。
5、以往对对于变曲率2-D弯曲,工程中一般以若干小段圆弧拟3-D复杂曲面回弹的评价一般采取两种办法:一种是在零合实际曲面,通过测量各圆弧的半径变化来确定整个曲面件重要部位截取剖面,然后沿用2-D冲压件回弹的评价方法衡量其回弹量的大小[4,5,7];另一种是以整个型面上各点[6,8,9]在某一方向上的位移量来衡量回弹量的大小。这两种方法都存在有一定的问题,前者难以描述曲面的整体回弹情况;后者评价结果与测量参考点的选取有密切关系,难以客观地反映回弹量的大小。图2变曲率2-D弯曲件回弹图3变曲率2-D弯曲件曲率分布本文
6、从弹性变形能的观点出发,提出一种新的回弹评回弹量的大小[10],(图2);在理论研究中则一般给出弯曲件价指标,它能客观地反映复杂形状板料冲压件的整体回弹曲率沿弧长的分布状况,通过比较回弹前后曲率分布的变水平,特别对3-D复杂曲面冲压件的回弹评价有重要意义。收稿日期:19990920基金项目:国家“九·五”重点攻关项目资助(96-A22-02-01)作者简介:朱东波(1963-),男(汉族),陕西延安市人,西安交通大学博士研究生954机械科学与技术第19卷化来确定回弹大小[11],(图3)。图3给出的是图2所示
7、零件性模量;J为截面惯性矩;Δk为回弹前后曲率沿弧长的分回弹前后的曲率变化情况。布变化。随着汽车工业的发展,3-D复杂曲面冲压件的回弹问将M表达式代入Ue并略去常量系数EJ/2,定义能量题越来越引起人们的重视。由于3-D板料冲压成形较2-D意义下的回弹指标Ф:问题复杂得多,所以3-D回弹的评价问题也较2-D回弹复sH=∫(Δk)2ds杂,这方面以往少有人研究。于同希[11]曾对矩形板的双向0Ф表征了回弹过程中弹性能变化的相对大小,(Δk)2弯曲进行过较详细的研究。他结合两个主曲率方向的曲率则表征了单位弧长上弹
8、性能的变化量,称Ф为“回弹能”,和曲率标准差的分布情况来表征零件回弹量的大小,此方(Δk)2为“回弹能密度”。图5给出图2所示零件回弹过程法对双向弯曲效果较好,但显然不能满足对汽车覆盖件一中“回弹能密度”沿弧长的分布情况。类3-D复杂冲压件回弹评价的需求。Ф指标反映了回弹过程中的能量变化情况,具有明确一般的3-D冲压件表面曲率分布较为复杂,不同位置、的物理意义,所以以此作为复杂2-D冲压件的回弹评价
