冷成形工藝中高強(qiáng)度鋼的回彈效應(yīng)研究

冷成形工藝中高強(qiáng)度鋼的回彈效應(yīng)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(jiān)

隨著汽車結(jié)構(gòu)中金屬部件成形變得越來(lái)越復(fù)雜，因此在許多大規(guī)模生產(chǎn)中要實(shí)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(qiáng)度或超高強(qiáng)度鋼。應(yīng)用這種材料需要考慮其應(yīng)具有高的耐久性，但高耐久性的高強(qiáng)度鋼會(huì)產(chǎn)生回彈效應(yīng)。回彈的尺度主要取決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(shí)現(xiàn)部分目標(biāo)的偏差值可能在某些區(qū)域達(dá)到最高值。由于加工時(shí)間的減少，金屬部件的開發(fā)以及在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)沖壓工具方面會(huì)更加限制額外的生產(chǎn)成本，因此模具設(shè)計(jì)需要通過(guò)使用合理的有限元方法，使其更加經(jīng)濟(jì)、更加節(jié)省時(shí)間。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要進(jìn)行模具補(bǔ)償來(lái)達(dá)到優(yōu)化的目的。通過(guò)試驗(yàn)方法預(yù)測(cè)回彈效應(yīng)，然后再矯正誤差，在短時(shí)間內(nèi)就可以通過(guò)虛擬補(bǔ)償方法來(lái)得到精確的結(jié)果，這樣可以消除無(wú)用的銑削工序，并能夠及時(shí)生產(chǎn)模具。這種優(yōu)化過(guò)程可以單獨(dú)進(jìn)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(yīng)的參數(shù)包括材料力學(xué)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(jìn)給力等）。

將有限元分析用于生產(chǎn)模具設(shè)計(jì)時(shí)，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(duì)于所用材料，應(yīng)該考慮特定供應(yīng)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(jì)算時(shí)間。校正刀具加工范圍會(huì)大大影響計(jì)算時(shí)間，因此可只考慮進(jìn)行部分范圍的校正。通過(guò)模擬結(jié)果可知，在真實(shí)環(huán)境下對(duì)加工工件材料中裂紋以及回彈效應(yīng)的預(yù)測(cè)是很容易的，但是在虛擬環(huán)境下對(duì)于材料回彈效應(yīng)的預(yù)測(cè)仍是一個(gè)難題。