波形片自动成形模具设计及其回弹研究

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板料弯曲成形作为金属塑性加工的一种基本方法而被广泛应用于航空、汽车等诸多领域。板料弯曲成形过程中的回弹现象是不可避免的,回弹量与材料性能、模具的几何形状以及工艺条件等因素密切相关,回弹的存在将直接影响到冲压件的成形精度。随着汽车工业的发展,板料弯曲成形中的回弹问题引起了广泛关注。为了缩短模具的设计开发周期以及减少模具的修模次数,必须对板料的回弹进行较好的预测及控制,从而更好地指导模具设计,降低生产成本及提高企业的市场竞争力。  本文利用Dynaform有限元软件对0.8 mm厚的65Mn板料的波形片弯曲成形程及其回弹过程进行数值模拟,研究了模具间隙、冲压速度、弯曲半径及板料厚度与波形片成形高度之间的关系,并设计了波形片自动成形模具对波形片的成形高度进行实验验证,其主要内容及成果如下:  (1)分析了板料弯曲成形的基础理论,并对波形片回弹数值模拟的关键技术进行阐述。  (2)分析了波形片回弹前后的应力,波形片回弹后残余应力的释放是波形片回弹的重要原因。研究了模具间隙、冲压速度、弯曲半径及板料厚度对波形片成形高度的影响。设计了波形片的自动成形模具,主要包括成形凸模及成形凹模的设计等,波形片自动成形模具的应用将波形片的产量提高了3.08倍。此外,对模具间隙及弯曲半径与波形片成形高度之间的关系进行了实验验证。  (3)运用正交试验模拟了不同工艺参数组合下的波形片回弹过程,通过正交试验结果的直观分析及方差分析,得出模具间隙对波形片成形高度影响显著的结论,而且各因素的影响主次顺序为:模具间隙>弯曲半径>板料厚度>冲压速度,且通过因素效应曲线图给出了波形片弯曲成形的最优工艺方案。  本文的研究进一步丰富和发展了波形片的弯曲成形技术,其得出的结论对于该项技术在企业实际生产中的应用具有重要的指导意义。
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