基于变压边力协同可控拉深筋技术控制板金回弹机理研究

Springback of sheet matal must be controlled during the high precision forming process,While, how to accurately predict and control springback is one of the urgent scientific problem to be solved.Variable blank holder force technology is an effective measure to control sheet metalspringback, which can current limit or open material flow during the process of stamping plastic forming, but it only overall control the stampings, more complex sheet metal stamping need local current limit or open flow to better control the springback of the plate. The project was put forward through the variable blank-holder force and controllable drawbead to control springback, which is place electric adjustable step drawbead around the blank holder, and change the blank-holder force at the same time online adjust the height of the drawbead according to the needs of the stamping, so as to control the quality of sheet forming. To predict and control the springback of stamping parts, the project plan to research the influence law of the step drawbead on stamping forming quality, explore the effect rule of the drawbead height, shape, size, mould parameters, plate parameters and process parameters on springback, and establish step drawbead system composed of online adjustment drawbead height . The project has important significance on providing reliable theoretical basis for engineering applications, improving precision stampings forming accuracy and efficiency.

钣金冲压件高精密成形要求对钣金件成形过程中的回弹进行控制，如何精确预测回弹并对其控制是高性能精确成形制造学科亟需解决的科学问题之一。变压边力技术为控制板材回弹的一项有效措施，可以对冲压件塑性成形的材料流动进行限流或开流，但其只能对冲压件全局进行控制，而较复杂的钣金件成形需要局部进行限流或开流，才能较好地控制板材的回弹。本项目提出通过变压边力协同可控拉深筋来控制回弹，是在压边圈四周放置电动可调阶梯拉深筋，在改变压边力的同时根据冲压件的需要在线调整拉深筋的高度，从而控制板材成形质量。项目拟对阶梯拉深筋对冲压件成形质量的影响规律进行研究，探索拉深筋高度、形状、尺寸，模具参数、板材参数和工艺参数等因素对回弹的影响规律，建立在线调整拉深筋高度形成的阶梯拉深筋系统，对冲压件的回弹进行预测和控制。项目的研究为工程应用提供可靠的理论依据，对冲压件精确成形精度和效率的提高有着重要意义。

钣金冲压件高精度成形要求对钣金件成形过程中的回弹进行控制，如何精确预测回弹并对其控制是高性能精确成形制造学科亟需解决的科学问题之一。项目提出了变压边力协同可控阶梯拉深筋控制回弹技术，是在压边圈四周放置电动可控阶梯拉深筋，在整体变压边力的同时根据冲压件的需要实时调整拉深筋的高度，其实质是动态改变材料塑性流动的阻力，既保证实现冲压件局部进行限流或开流，又能满足实现整体的抛物线的最佳控制轨迹路线，从而使成形件质量更加完美。以浅拉深和弯曲钣金件中的可控拉深筋为研究对象，对其影响板材的成形及回弹规律进行了理论、数值模拟和实验研究，主要完成以下工作:. 1）提出了一项改进的变压边力技术即变压边力协同可控阶梯拉深筋控制回弹技术，在模具压边圈四周放置电动可控阶梯拉深筋，压边圈整体变压边力的同时根据冲压件的需要在线调整拉深筋的高度，从而控制成形质量。. 2）对金属板材成形中基于动态拉深筋的力学性能及影响因素进行了研究。分析了板料在拉深筋中的变形过程，获得拉深筋中变形阻力和摩擦阻力的关系、各圆角阻力的特点、阻力构成和变形特点与拉深筋结构参数间的关系，为拉深筋的设计与调整提供了理论依据。. 3）进行了变压边力和可控拉深筋共同作用下的成形方式对板材冲压成形过程的回弹影响规律研究。设计了不同区域不同高度的拉深筋拉延组合方式，研究得出了对板材冲压成形过程回弹的影响规律，得出了冲压件分区域的可控阶梯拉深筋的最佳布置方式，最佳拉深筋高度组合。. 4）建立了基于虚拟仪器的可控阶梯拉深筋在线监测系统。实现了在线控制电磁比例溢流阀的排油流量，控制拉深筋顶出缸的压力，实现按最佳拉延高度轨迹完成冲压成形过程。. 取得了一系列的研究成果，共完成学术论文23篇，其中SCI、EI检索14篇。申请国家专利15项，其中发明专利9项。参加国际学术会议1次，培养硕士研究生4名。