杆系柔性成形模具及其板成形加工关键技术(下)
<P><STRONG>4.2 降低成形板的回弹量</STRONG> <BR></P><P><BR>在成形过程中,减小板回弹量的途径有以下3种方法: <BR><BR>(1)应用有限元计算方法模拟板的成形过程,预测板的回弹量,或通过试加工,测量出已成形板的局部回弹量。根据预测或测量的回弹量预处理板件的三维曲面形状,对产生回弹的曲面,增大或减少其局部曲率半径,相应地调整模具复杆中限位块的位置,补偿弯曲成形板局部的回弹量。 <BR><BR>(2)在板料弯曲成形过程中,在易产生回弹的部分设置较大的表面压力用以改变板的内应力状态,使弯曲成形板的内表面的压应力与外表面的拉应力差值减少,从而减小回弹量 。 </P>
<P align=center><IMG alt=佳工机电网 src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_nz8wbg200612181402563199.jpg" border=0></P>
<P>图9a表示板料在上下模间基本成形后,上下模对板施加较大的表面压力,可以减小弯曲板料内表面与外表面间的应力值之差。图9b中A与B分别表示弯曲板料变形区内表面与外表面上两点的应力状况,由于弯曲变形是塑性变形,所以A与B两点都处在屈服椭圆上。这时A点的切向应力为压应力出点的切向应力为拉应力,不同性质的切向应力形成较大的弯矩。当上下模对板施加较大的表面压力时,会使径向压力增大J与B两点会按箭头所示方向移动,向C点靠近。这样由于A点与B点上切向应力的差值减小,会使弯矩变小。当表面压力足够大时,可使A点与B点于C处会合,这时弯矩达到最小,当弯矩为零时,就不存在弯曲变形区的回弹现象。 <BR><BR>用整体成形模加工板料时,通常是对整个成形板面施加较大的表面压力(定形力),这可能会使板的厚度产生变化,并且在斜率较大的斜坡面与平面处由定形力产生的压应力不同。这时施加较大的表面压力会使板件的整体内部应力增大,并且内应力不均匀,从而会导致板件的整体变形。而杆系柔性成形模由若干个离散杆构成,在板成形时微调局部的几个杆,在指定的局部可以产生较大的表面压力,从而可以减少局部变形区的回弹量,而不影响板件的整体形状。如图9所示,通过局部施加较大表面压力改变板的内应力状态,减少成形板的回弹量。 <BR><BR>(3)在板成形过程中,可以采用反复成形技术,减小成形件内部的残余应力,实现板件的小回弹或无回弹成形 。由于杆系柔性成形模可以快速地重构成形面,对于有较大深度的弯曲或拉深曲面,采用反复成形工艺,减少板件的每次加工变形量,从而减小工件内部的残余应力,减小回弹量。 <BR></P>
<P><BR><STRONG>5 变形冲压头的曲面拟合方法</STRONG> </P>
<P><BR><BR>杆系柔性成形模需要前端<FONT color=#000066>CAD</FONT>模型数据来驱动。使用复合杆柔性成形模时,计算机首先读取被加工板件的三维模型数据,计算成形面的尺寸以及每个杆限位块的位置,同时分析出相应杆头的形状,输出每个位置杆头的形状数据,提示更换相应形状的冲压头;然后计算机控制步进电机带动螺杆旋转,调节限位块的位置,从而调整好整个杆系柔性成形模具。 </P>
<P align=center><IMG alt=佳工机电网 src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_uc68va20061218141180400.jpg" border=0></P>
<P>可通过分析被加工板件的表面数据来确定选用何种形状的冲压头。由于板件的局部曲面(设杆头的截面尺寸为 40mm X 40mm)形式多种多样,不可能制作无限多个任意表面形状的冲压头。如图10所示,本系统是以冲压头型面的中间点Pc与周边四角点形成的 二 段 弧 线(弧P1_Pc_P3和P2_Pc_P4)的半径r1、r2和弧线中心点O1到Pc的方向矢与坐标轴Z向的夹角θ1、θ2,作为描述变形冲压头的主参数,将半径r1、r2和夹角θ1、θ2设定一定的间隔,将其数值系列化,这样大约可预制400~500种形式的冲压头,就可以近似地拟合绝大多数形式的零件曲面,并将预制的各种形状的冲压头依据其主参数设定代码。对于被加工凸板面,冲压头曲面半径小于或等于板面曲率半径;对于被加工四板面,冲压头曲面半径大于或等于形面曲率半径。在实际使用中,每个杆位的冲压头的选择由计算机分析板件局部区域的形状特征,并输出相应的代码。 </P>
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