冷成形工藝中高強度鋼的回彈效應研究

刊名：Archives of Metallurgy and Materials（英）

刊期：2015年第60期

作者：Kompensacja et al

編譯：孫堅

隨著汽車結(jié)構(gòu)中金屬部件成形變得越來越復雜，因此在許多大規(guī)模生產(chǎn)中要實現(xiàn)加工所需公差是很困難的。為保持產(chǎn)品高質(zhì)量以及滿足模具生產(chǎn)成本的限制，一些部件采用了高強度或超高強度鋼。應用這種材料需要考慮其應具有高的耐久性，但高耐久性的高強度鋼會產(chǎn)生回彈效應?；貜椀某叨戎饕Q于所使用材料的特性以及零件的幾何形狀，在極端情況下，實現(xiàn)部分目標的偏差值可能在某些區(qū)域達到最高值。由于加工時間的減少，金屬部件的開發(fā)以及在設(shè)計和生產(chǎn)沖壓工具方面會更加限制額外的生產(chǎn)成本，因此模具設(shè)計需要通過使用合理的有限元方法，使其更加經(jīng)濟、更加節(jié)省時間。在設(shè)計過程中，需要進行模具補償來達到優(yōu)化的目的。通過試驗方法預測回彈效應，然后再矯正誤差，在短時間內(nèi)就可以通過虛擬補償方法來得到精確的結(jié)果，這樣可以消除無用的銑削工序，并能夠及時生產(chǎn)模具。這種優(yōu)化過程可以單獨進行，也可以考慮最終結(jié)果中的中間階段，從而提高精度。影響回彈效應的參數(shù)包括材料力學性能、摩擦因數(shù)、毛坯的幾何形狀、加工元件精度、刀具幾何形狀（刀具直徑等）、工序參數(shù)（速度、進給力等）。

將有限元分析用于生產(chǎn)模具設(shè)計時，最重要的是要考慮模擬精度，明確材料、邊界條件以及工藝參數(shù)等。對于所用材料，應該考慮特定供應商的材料數(shù)據(jù)，如了解材料中元素的確切值和類型，則能夠保證必要的精度并節(jié)省計算時間。校正刀具加工范圍會大大影響計算時間，因此可只考慮進行部分范圍的校正。通過模擬結(jié)果可知，在真實環(huán)境下對加工工件材料中裂紋以及回彈效應的預測是很容易的，但是在虛擬環(huán)境下對于材料回彈效應的預測仍是一個難題。