[發(fā)明專利]精密級進模多步?jīng)_裁中端子件偏擺分析方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310266069.4
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103350127A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛鐵山
• 申請（專利權(quán)）人: 洛陽北川重工機械有限公司
• 主分類號: B21C51/00
• 分類號: B21C51/00;B21D28/02
• 代理公司: 暫無信息
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機精密機械加工的分析方法，具體涉及一種精密級進模多步?jīng)_裁中端子件偏擺分析方法。

背景技術(shù)

端子件產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電子、汽車等行業(yè)中，其通常成組使用，對制件外形尺寸以及在帶料上的位置度要求很高。在高速沖壓中會經(jīng)常出現(xiàn)端子件實際中心線偏離理想中心線的問題，即端子件的偏擺問題。端子件的偏擺嚴重影響了產(chǎn)品件的精度，及其使用性能。即使級進模在設(shè)計時是理想狀態(tài)中最優(yōu)設(shè)計，但隨著沖裁速度變化、模具磨損和導正累積誤差等不可控因素的變化，端子件偏擺問題還是會發(fā)生。端子件的偏擺通常發(fā)生在沖裁和折彎過程中。其中，折彎過程中端子偏擺的主因是多步?jīng)_裁引起的端子件中心線偏斜和兩側(cè)斷面質(zhì)量不同，因此有必要對多步?jīng)_裁階段的端子偏擺問題進行研究。

發(fā)明內(nèi)容

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種精密級進模多步?jīng)_裁中端子件偏擺分析方法，包括以下步驟：

1）級進模多步?jīng)_裁數(shù)值模型建立：為準確傳遞工件在各個工位的變形情況，需要將該工位帶料變形后的信息傳遞到下一個工位的模擬中，并在此沖裁模擬中，采用剛塑性有限元法；

2）沖裁過程應(yīng)力分析：沖裁過程中，變形主要發(fā)生在沖裁間隙區(qū)域，為研究端子件的受力，選取第二次沖裁中剪切區(qū)端子件材料上的點進行跟蹤；

3）材料流動分析：端子件在多步?jīng)_裁中發(fā)生的偏擺通常有兩種形式，即端子件圍繞其中心線翻轉(zhuǎn)、端子件在送料方上偏移。

本發(fā)明的有益效果為：應(yīng)用數(shù)值模擬手段，對級進模多步?jīng)_裁時端子件的偏擺進行了分析，指出端子件內(nèi)部應(yīng)力及材料流動情況，為進一步控制端子件偏擺提供了指導。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行具體說明。

1）級進模多步?jīng)_裁數(shù)值模型建立

端子件偏擺的示意圖，如圖1所示。端子件級進模多步?jīng)_裁成形帶料排樣的一部分，如圖2所示。針對圖2中剖面線處的二維截面，忽略其受端子根部的作用力，建立多步?jīng)_裁數(shù)值模型，如圖3所示。參數(shù)設(shè)置，如表1所示。為準確傳遞工件在各個工位的變形情況，需要將該工位帶料變形后的信息，如厚度變化、應(yīng)力分布、網(wǎng)格形態(tài)等傳遞到下一個工位的模擬中，并在此沖裁模擬中，采用剛塑性有限元法。

?2）沖裁過程應(yīng)力分析

沖裁過程中，變形主要發(fā)生在沖裁間隙區(qū)域，為研究端子件的受力，選取第二次沖裁中剪切區(qū)端子件材料上的點進行跟蹤，得到如圖4、圖5?所示的P1、P2和P3各點應(yīng)力變化曲線。

由圖4可見，P1點處材料在沖裁過程中沿X方向受拉應(yīng)力；P2點處材料在沖裁過程中沿X方向受壓應(yīng)力；P3點處材料在凸模剛切入材料時受廢料擠壓。隨著沖程的增加，廢料被擠進凹模刃口中，進入凹模刃口中的廢料對端子件施加拉應(yīng)力，因此P3點在X方向上的壓應(yīng)力逐漸減小，當凸模下行到一定位置時，進入刃口中的廢料對端子件施加的拉應(yīng)力大于未進入刃口的廢料對端子件施加的壓應(yīng)力，此時P3點處材料在X方向受拉應(yīng)力。廢料分離后，端子件斷裂口與凸模仍有接觸，故P1、P2、P3點在X方向上的應(yīng)力值不為0。

由圖5可見，凸模剛切入材料時，因端子件受卸料板的預(yù)壓力，P1、P2和P3三點Y方向應(yīng)力值為負，即受壓應(yīng)力。但隨著沖程的增加，其值逐漸向正值靠攏，表明在Y?方向上廢料對端子件施加拉應(yīng)力。廢料分離端子件后，因端子件剪切邊緣還與下行的凸模接觸，故P2值依然為正，即受拉應(yīng)力。

3）材料流動分析

端子件在多步?jīng)_裁中發(fā)生的偏擺通常有兩種形式，即端子件圍繞其中心線翻轉(zhuǎn)、端子件在送料方上偏移。

在沖裁過程中，由于受應(yīng)力作用，端子件內(nèi)部材料將發(fā)生流動。材料流動模擬分析結(jié)果，廢料部分的材料流動幾乎全為Y方向，如圖6所示。由于端子件材料受到凸模、廢料和卸料板的合力作用，其內(nèi)部材料流動呈“渦流狀”。

當凸模沖裁力對端子件的逆時針力矩大于卸料板對端子件的順時針力矩，端子件內(nèi)部材料流動為逆時針，端子件發(fā)生逆時針翻轉(zhuǎn)，如圖6（a）所示。隨著沖程的增加，卸料板對端子施加的力矩將大于凸模對端子件施加的力矩，端子件內(nèi)部材料流動變?yōu)轫槙r針，端子件順時針翻轉(zhuǎn)，如圖6（b）所示。

選取點（P1/P2）的旋轉(zhuǎn)角度值，如圖7所示。在廢料分離前，因受廢料的拉應(yīng)力其值為負，即逆時針翻轉(zhuǎn)；當廢料與端子件斷裂分離時，在卸料板施力下，P1、P2點瞬間向相反方向旋轉(zhuǎn)，其中P2處翻轉(zhuǎn)角度大于P1處，因此端子件整體發(fā)生逆時針翻轉(zhuǎn)。