[发明专利]一种帽形件渐进折弯成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及帽形薄板件成形技术领域，具体是一种帽形件渐进折弯成形方法及模具。

背景技术

帽形截面的零件广泛用于汽车及导弹工业中，此类构件通常是在常温下通过模具弯曲板料来进行冲压成形，由于帽形截面冲压件的截面几何形状特点以及冲压成形受力特点，卸载后截面的两侧壁会在底部圆角弯曲区域产生弹复，使侧壁绕底部圆角向外旋转，导致回弹量过大，一般通过减小凸模圆角半径，来控制帽形截面件的回弹量，但是当圆角半径小到某一范围后，继续减小圆角半径对回弹影响不再明显，还会引起开裂等其他缺陷，必须结合其他回弹控制方法以及反复修正模具型面来提高成形精度，减少回弹，同时，对于带多段圆弧的复杂帽形零件，往往需要多个模具或复合模具，另外，凸模和凹模的设计制造周期长，成本高，不适合于小批量零件及新产品原型的制造，并且一套模具只能对应一种零件，模具重复利用率低。

吉林大学公开采用了冷冲压方法研究某型地铁碳钢车帽形侧立柱的成形工艺与模具，(谷诤巍，蔡中义，徐虹，张正林，张志强.帽形截面冷冲压件的回弹分析及补偿.清华大学学报（自然科学版）50(2),2010)，文中研究了帽形截面冲压件反变形回弹补偿方法,进行回弹计算,分析了凸模圆角半径对截面回弹量的影响，确定最佳的凸模圆角半径，优化了压边力、凸模底部弦高、顶板背压力等工艺参数及回弹控制参数构件回弹量得到有效控制,精度达到设计要求，但是，这种方法存在如下缺点，首先，需要控制的影响参数很多，这就为具体生产过程增加了难度，需要反变形模具，模具复杂性提高，制造成本随之提高，另外，虽然控制了回弹，但冲压成形件底部圆角处因材料变薄会出现压痕甚至裂纹问题没有解决。因此，针对多段圆弧的复杂帽形薄板件采用渐进折弯成形，渐进折弯就是在传统的折弯成形的基础上，进行多道次折弯累加，逐渐进行圆弧逼近，达到零件所要求的弧度，通过控制每一道次的板料的进给量和凸模下压量来对其进行回弹补偿和修正，从而控制成形精度，最终得到准确的成形尺寸。

发明内容

为克服现有技术中存在的帽形薄板件冲压过程中弯曲回弹量大以及成形件底部圆角处因材料变薄会出现压痕甚至裂纹的不足，本发明提出了一种帽形件渐进折弯成形方法。

本发明的具体过程是：

第一步，确定凸模的下压量和板料的进给量。

Ⅰ确定板料的进给量。

确定凸模的板料的进给量，

取r/2作为板料的进给量，所述的r为凸模型面的半径。

Ⅱ根据公式（1）确定凸模的初始下压量

凸模初始下压量与圆弧段半径关系如下：

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

式中，H—代表凸模初始下压量。

R—代表所要成形圆弧段的半径。

a—凹模V形口宽度/2

Ⅲ确定板料的凸模的下压量。

通过数值模拟确定板料的凸模的下压量。

对得到的凸模初始下压量和板料的进给量进行数值模拟，提取节点数据并对该节点数据进行MATLAB数据拟合，判断拟合圆弧是否满足对待成形工件圆弧段半径的精度要求：若满足要求，则以此时有限元模型中的凸模初始下压量和板料的进给量作为成形时的凸模下压量和板料的进给量；若不满足要求，则根据凸模下压量增大时圆弧段半径减小，凸模下压量减小时圆弧段半径增大的规律，调整凸模下压量。

所述MATLAB中所提取的节点数据包括帽形件两侧边处圆弧上的网格节点和帽形件对称中心处圆弧上的网格节点。

第二步，在板料上确定折弯成形的进给控制线。根据有限元模拟结果得到的板料进给量和凸模下压量确定折弯过程中每一道次的板料的进给量和凸模下压量，在板料上画出板料进给方向上的进给控制线、圆弧段与竖直边的分界线和竖直边与圆弧段的分界线。所述确定折弯成形进给控制线的具体过程是：