冷成形工艺中高强度钢的回弹效应研究

冷成形工艺中高强度钢的回弹效应研究

刊名：Archives of Metallurgy and Materials（英）

刊期：2015年第60期

作者：Kompensacja et al

编译：孙坚

随着汽车结构中金属部件成形变得越来越复杂，因此在许多大规模生产中要实现加工所需公差是很困难的。为保持产品高质量以及满足模具生产成本的限制，一些部件采用了高强度或超高强度钢。应用这种材料需要考虑其应具有高的耐久性，但高耐久性的高强度钢会产生回弹效应。回弹的尺度主要取决于所使用材料的特性以及零件的几何形状，在极端情况下，实现部分目标的偏差值可能在某些区域达到最高值。由于加工时间的减少，金属部件的开发以及在设计和生产冲压工具方面会更加限制额外的生产成本，因此模具设计需要通过使用合理的有限元方法，使其更加经济、更加节省时间。在设计过程中，需要进行模具补偿来达到优化的目的。通过试验方法预测回弹效应，然后再矫正误差，在短时间内就可以通过虚拟补偿方法来得到精确的结果，这样可以消除无用的铣削工序，并能够及时生产模具。这种优化过程可以单独进行，也可以考虑最终结果中的中间阶段，从而提高精度。影响回弹效应的参数包括材料力学性能、摩擦因数、毛坯的几何形状、加工元件精度、刀具几何形状（刀具直径等）、工序参数（速度、进给力等）。

将有限元分析用于生产模具设计时，最重要的是要考虑模拟精度，明确材料、边界条件以及工艺参数等。对于所用材料，应该考虑特定供应商的材料数据，如了解材料中元素的确切值和类型，则能够保证必要的精度并节省计算时间。校正刀具加工范围会大大影响计算时间，因此可只考虑进行部分范围的校正。通过模拟结果可知，在真实环境下对加工工件材料中裂纹以及回弹效应的预测是很容易的，但是在虚拟环境下对于材料回弹效应的预测仍是一个难题。