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转发自：机床与液压

作者：舒泽泉，史鹏飞，李宇翔，杨浩，郭首汛，陈炜

（江苏大学机械工程学院，江苏镇江212013）

文中采用常用的线性函数形式、二次函数形式以及阶梯函数形式的压边力加载曲线和3种不同变化范围的二次函数形式的变冲压速度曲线进行高强钢板U形件实冲试验

图3和图4分别为3种随冲压行程变化的压边力加载曲线和3种随冲压行程变化的冲压速度曲线。

2仿真与实验结果分析

2· 1回弹预测的可靠性分析

曲线和3种随冲压行程变化的冲压速度曲线。

分别记录下模拟和实冲试验中，对应不同恒定工艺参数的U形件回弹量并进行对比，见图5和表3。

由表3可知，误差平均值小于7％，波动较小，可知通过有限元模拟所得的回弹量与试验值在较小的误差范围内具有较好的吻合度。

因此验证通过有限元技术进行U形件回弹量预测的可靠性。

此外，通过分析不同工艺参数下的回弹量可知，在相同压边力情况下，随着冲压速度的升高，U形件回弹量基本不变；

在相同冲压速度情况下，随着压边力升高，U形件回弹量不断减小且减小幅度增大。

U形件的回弹是由于成形结束后板料的弹性变形回复造成的，且主要影响部位为侧壁和圆角区。

因此，影响U形件回弹量的主要因素为侧壁和圆角区的总变形中弹性变形所占比，且制件弹性变形量取决于材料屈服强度而在常温

较小应变速率下材料的屈服强度基本不变，因此在常温、相同拉深高度下决定 U形件回弹量的是不同压边力和冲压速度下的U形件侧壁和圆角处的总变形量。

因此，结合上述实验结果可知，在压边力恒定下，常温下较小的冲压速度对 U形件侧壁和圆角处的总变形量基本无影响，因此对于U形件的回弹基本无影响；

而当冲压速度恒定下改变压边力时，随压边力增大，压边处的料流难以流进凹模内，从而使得U形件侧壁和圆角处的板料充分变形，使得侧壁和圆角处的总变形量增大，从而减小了回弹量。

综上可知，在常温下增大恒定压边力可减小U形件的回弹。

由表4可知，在相同变冲压速度加载曲线下，次压边力曲线获得最大的回弹量，而阶梯压边力加载曲线下回弹量最小；

而在相同压边力加载曲线下，随着冲压速度变化区间的减小，U形件回弹量增大，即冲压速度曲线下的回弹量最小而C3冲压速度曲线下的回弹量最大。

且对比表3和表4可知，采用变压边力和变冲压速度可以有效地减小U形件回弹。

由于在递增型压边力情况下，初期较小的压边力有助于压边处板料向凹模内的流人，后期较大的压边力有助于凹模内板料的充分变形；

而采用递减型冲压速度曲线情况下，初期较大的冲压速度有助于侧壁处板料迅速突破屈服强度进行应变强化而使得侧壁处的变形抗力达到由压边力导致的板料流动阻力

从而拉动压边处板料向凹模内流动以获得均匀变形，而后期较小的冲压速度有助于板料变形过程中的位错充分括展，减小变形抗力以防止侧壁拉伸断裂。

均匀的应变分布有助于减小U形件内部的应力梯度，从而减小回弹量。

综上可知，当采用阶梯型压边力曲线时，可以获得最小的初期压边力和最大的后期压边力，最均匀的应变分布可获得最小的回弹量；

而采用冲压速度曲线可以获得最大的初始冲压速度，在初期试样不破裂情况下可以使U形件获得均匀的应变分布，从而获得较小的回弹量。

因此，采用变冲压速度和变压边力技术可以控制U形件回弹，而采用阶梯型递增压边力曲线结合较大变化区间内的递减型冲压速度曲线可以获得最小的回弹量。

3、结论

（1） 采用DYNAFORM中的Mat-36号材料模型建立的U形件的有限元回弹预测模型能较为准确预测高强钢板DP590的回弹变形，其平均误差小于7％且误差波动较小。

（2） 在恒定的压边力和冲压速度条件下，较大的压边力可以获得较大的U形件侧壁和圆角变形

从而获得较小的弹性变形在总变形中所占百分比，故导致较小的回弹量；

而较小的冲压速度对U形件回弹基本无影响。

（3） 采用递增性压边力曲线和递减型冲压速度曲线都可以有效地控制U形件回弹以降低回弹量。

其中，采用阶梯型压边力曲线结合较大变化区间内的冲压速度曲线可以获得最小的U形件回弹。

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