[發明專利]一種帽形件漸進折彎成形方法

有效

• 申請號: 201310413182.0
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN103480704A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 孫寶龍;王永軍;陳華
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B21D5/06
• 分類號: B21D5/06;B21D37/10
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

技術領域

本發明涉及帽形薄板件成形技術領域，具體是一種帽形件漸進折彎成形方法及模具。

背景技術

帽形截面的零件廣泛用于汽車及導彈工業中，此類構件通常是在常溫下通過模具彎曲板料來進行沖壓成形，由于帽形截面沖壓件的截面幾何形狀特點以及沖壓成形受力特點，卸載后截面的兩側壁會在底部圓角彎曲區域產生彈復，使側壁繞底部圓角向外旋轉，導致回彈量過大，一般通過減小凸模圓角半徑，來控制帽形截面件的回彈量，但是當圓角半徑小到某一范圍后，繼續減小圓角半徑對回彈影響不再明顯，還會引起開裂等其他缺陷，必須結合其他回彈控制方法以及反復修正模具型面來提高成形精度，減少回彈，同時，對于帶多段圓弧的復雜帽形零件，往往需要多個模具或復合模具，另外，凸模和凹模的設計制造周期長，成本高，不適合于小批量零件及新產品原型的制造，并且一套模具只能對應一種零件，模具重復利用率低。

吉林大學公開采用了冷沖壓方法研究某型地鐵碳鋼車帽形側立柱的成形工藝與模具，(谷諍巍，蔡中義，徐虹，張正林，張志強.帽形截面冷沖壓件的回彈分析及補償.清華大學學報（自然科學版）50(2),2010)，文中研究了帽形截面沖壓件反變形回彈補償方法,進行回彈計算,分析了凸模圓角半徑對截面回彈量的影響，確定最佳的凸模圓角半徑，優化了壓邊力、凸模底部弦高、頂板背壓力等工藝參數及回彈控制參數構件回彈量得到有效控制,精度達到設計要求，但是，這種方法存在如下缺點，首先，需要控制的影響參數很多，這就為具體生產過程增加了難度，需要反變形模具，模具復雜性提高，制造成本隨之提高，另外，雖然控制了回彈，但沖壓成形件底部圓角處因材料變薄會出現壓痕甚至裂紋問題沒有解決。因此，針對多段圓弧的復雜帽形薄板件采用漸進折彎成形，漸進折彎就是在傳統的折彎成形的基礎上，進行多道次折彎累加，逐漸進行圓弧逼近，達到零件所要求的弧度，通過控制每一道次的板料的進給量和凸模下壓量來對其進行回彈補償和修正，從而控制成形精度，最終得到準確的成形尺寸。

發明內容

為克服現有技術中存在的帽形薄板件沖壓過程中彎曲回彈量大以及成形件底部圓角處因材料變薄會出現壓痕甚至裂紋的不足，本發明提出了一種帽形件漸進折彎成形方法。

本發明的具體過程是：

第一步，確定凸模的下壓量和板料的進給量。

Ⅰ確定板料的進給量。

確定凸模的板料的進給量，

取r/2作為板料的進給量，所述的r為凸模型面的半徑。

Ⅱ根據公式（1）確定凸模的初始下壓量

凸模初始下壓量與圓弧段半徑關系如下：

H=R-R2-a2---(1)]]>

式中，H—代表凸模初始下壓量。

R—代表所要成形圓弧段的半徑。

a—凹模V形口寬度/2

Ⅲ確定板料的凸模的下壓量。

通過數值模擬確定板料的凸模的下壓量。

對得到的凸模初始下壓量和板料的進給量進行數值模擬，提取節點數據并對該節點數據進行MATLAB數據擬合，判斷擬合圓弧是否滿足對待成形工件圓弧段半徑的精度要求：若滿足要求，則以此時有限元模型中的凸模初始下壓量和板料的進給量作為成形時的凸模下壓量和板料的進給量；若不滿足要求，則根據凸模下壓量增大時圓弧段半徑減小，凸模下壓量減小時圓弧段半徑增大的規律，調整凸模下壓量。

所述MATLAB中所提取的節點數據包括帽形件兩側邊處圓弧上的網格節點和帽形件對稱中心處圓弧上的網格節點。

第二步，在板料上確定折彎成形的進給控制線。根據有限元模擬結果得到的板料進給量和凸模下壓量確定折彎過程中每一道次的板料的進給量和凸模下壓量，在板料上畫出板料進給方向上的進給控制線、圓弧段與豎直邊的分界線和豎直邊與圓弧段的分界線。所述確定折彎成形進給控制線的具體過程是：