Pentru a îmbunătăți calitatea „ștanțarii” progresive cu mai multe stații și a reduce costurile de fabricație a matriței, procesele de formare precum îndoirea, ambutirea adâncă, tăierea, modelarea și flanșarea sunt implicate în procesul de „ștanțare” al unei uși de automobile. s-au efectuat structura șinei de ghidare și descărcarea cu arc cu spate. Se efectuează simularea numerică cu elemente finite, iar defectele de formare, cum ar fi distorsiunea purtătorului, fisura de ambutisare adâncă, fisura de flanșă și revenirea elastică care pot apărea în procesul de formare sunt prezise, ​​sunt analizate cauzele defectelor și soluțiile sau controlul corespunzătoare. sunt propuse măsuri. Remodelând, se obțin rezultatele ideale de simulare. Pe baza rezultatelor simulării numerice, a fost efectuat un test de ștanțare progresivă cu mai multe stații și o anumită structură de șină de ghidare a ușii cu o calitate calificată de formare a fost perforată cu succes într-o matriță, care poate îndeplini cerințele producției de masă.

Dezvoltarea rapidă a industriei auto a impus cerințe mai ridicate pentru eficiența producției, calitatea pieselor și costul pieselor auto. Prelucrarea pieselor a fost din ce în ce mai utilizată. Cu toate acestea, calitatea ștanțarii progresive cu mai multe stații este afectată de mulți factori, cum ar fi geometria semifabricatului, forma suportului, structura matriței, parametrii procesului etc. Forma proiectată pe baza experienței cauzează adesea piesele sa se sifoneze si sa crape in timpul procesului de formare. și elastic și alte defecte, calitatea formării este dificil de controlat, este necesar să încercați în mod repetat să reparați matrița în timpul procesului de fabricație, iar costul de fabricație a produsului este ridicat și ciclul este lung. Prin utilizarea eficientă a metodelor de simulare numerică, se poate calcula deformarea elastic-plastică a tablei în timpul procesului de formare, defectele de formare pot fi prezise cu precizie, se poate obține un proces de formare optimizat sau o structură a matriței și calitatea formării poate fi in sfarsit imbunatatit.

Luând ca exemplu o placă de armare a fasciculului longitudinal frontal al unui automobil, procesul de ștanțare al matriței progresive este simulat și sunt prezise probleme precum deformarea benzii transportoare și desfășurarea inexactă a semifabricatului care pot apărea în producție. , iar centura de material formată prin ștanțarea progresivă este optimizată. . Se realizează simularea numerică cu elemente finite cu proces complet a formării de ștanțare cu 13 stații a unui scaun de montare pentru automobile din tablă de oțel de înaltă rezistență. Prin corectarea formei semifabricatului și a carcasei convexe, se rezolvă problema fisurii ușoare în timpul tragerii înainte și înapoi, iar calitatea formării este îmbunătățită. . Dar până acum, nu există un raport de cercetare privind predicția defectelor și controlul calității în întregul proces de ștanțare progresivă cu mai multe stații. În această lucrare, o anumită structură a șinei de ghidare a ușii de automobile este luată ca obiect de cercetare, iar modelarea cu elemente finite a procesului său de formare cu ștanțare progresivă cu mai multe stații și descărcare cu elastic este realizată prin utilizarea software-ului Dynaform și a posibilelor suporturi care pot apărea. în procesul de formare sunt complet prezise prin simulare numerică. Defectele de formare, cum ar fi deformarea, fisurile de ambutisare adâncă, fisurile de flanșare și returul elastic, sunt controlate eficient în funcție de cauze.

Modelare cu elemente finite și simulare numerică

Diagrama schematică a părților structurale ale șinei de ghidare a ușii mașinii este prezentată în Figura 2:

Materialul este tabla zincata DX53D cu o grosime de 1,2 mm. Structura șinei de ghidare este utilizată pentru ridicătorul electric de sticlă al mașinii. Profilul curbat al piesei trebuie să fie în concordanță cu curbura geamului ușii, iar canelurile, baioneta și alte caracteristici locale se potrivesc cu alte părți. Aceste piese trebuie să asigure o bună calitate a modelării și precizie dimensională. Prin analiza procesului a pieselor structurale șine de ghidare, se determină în sfârșit schema procesului de ștanțare a 13 stații, suporturi cu două fețe, aspect pe două rânduri și ștanțarea simultană a părților din stânga și din dreapta. Designul aspectului este prezentat în Figura 3:

Conform procesului de ștanțare și formare a structurii șinei de ghidare, simularea numerică cu elemente finite este efectuată pentru procesele implicate de îndoire-embutire adâncă, tăiere segmente, modelare, flanșare, perforare, tăiere și tăiere. Tăierea segmentată sau perforarea este construită într-un model, iar procesul specific de simulare a procesului de formare cu ștanțare progresivă este formarea prin îndoire-embutire adâncă → decupare → modelare, flanșare → tăiere și tăiere. Deoarece procesul de tăiere îndepărtează numai materialul de-a lungul liniei de tăiere fără procesul de simulare, nu este necesar să se stabilească un model de plasă al sculei de perforare. și 4(b):

Conform procesului de simulare de ștanțare și formare a pieselor structurale șine de ghidare și modelul de elemente finite stabilit, se efectuează simularea numerică, se prevăd defectele de formare care afectează calitatea produsului în procesul de ștanțare și se studiază controlul calității.

Când se folosește modelul cu elemente finite prezentat în Fig. 4(a) pentru a efectua simularea de îndoire-imbutire adâncă, au apărut fisuri serioase la poziția filetului din mijlocul piesei în formă de cutie, așa cum se arată în Fig. 5:

După analiză, fenomenul serios de fisurare se datorează în principal restricției reciproce a fluxului materialului din zona mijlocie către canelurile de la ambele capete în timpul formării, iar tensiunea de întindere este mult crescută, ducând la solicitarea în poziția centrală a filetului. ajungând rapid la punctul limită și provocând crăpare. Prin urmare, trei găuri lungi de proces sunt perforate în poziția de mijloc a semifabricatului în raport cu zona fisurii de ambutisare adâncă (ținând cont de structura poansonului, lățimea este de 6 mm) pentru a îmbunătăți formabilitatea ambutisării adânci și, în același timp, parametrii se selectează fileul prea mic la fisura desenului. Modificare pas cu pas sub formă de colțuri rotunjite de tranziție, așa cum se arată în Figura 6:

Suportul joacă un rol vital în procesul de ștanțare progresivă cu mai multe stații. Odată ce suportul este deformat, precizia de alimentare a benzii nu poate fi garantată, ceea ce afectează grav calitatea ștanțarii. Cu toate acestea, în timpul îndoirii adânci, suportul are defecte de distorsiune (după cum se arată în Figura 7):

Rezultatele simulării arătate arată că distorsiunea purtătorului este bine controlată, aproape nu are loc arcuire în timpul procesului de ștanțare, nu va depăși blocul de ghidare din cauza distorsiunii, iar contactul dintre partea laterală a benzii și blocul de ghidare este mult îmbunătățit. . Îmbunătățirea asigură netezimea și precizia hrănirii.

Folosind modelul prezentat în Figura 4(b) pentru a efectua o simulare numerică a formării flanșării, în timpul procesului de flanșare, a unui capăt al piesei de prelucrat fisurat, așa cum se arată în Figura 9:

Pentru a evita apariția acestui fenomen de fisurare, optimizând în același timp linia de flanșare și tăiere, colțurile rotunjite ale poansonului care sunt prea mici sunt corectate pentru a crește suprafața întinsă și pentru a evita concentrarea excesivă a tensiunilor de tracțiune. Colțurile rotunjite sunt prezentate în Figura 10(c), folosind o tranziție de colțuri rotunjite de 3 mm → 2 mm. Rezultatele îmbunătățite ale simularii de formare a flanșei sunt prezentate în Figura 11, indicând faptul că problema rupturii flanșei a fost rezolvată eficient.

Springback este un fenomen inevitabil în formarea tablei. Când elasticitatea piesei de prelucrat de ștanțare depășește intervalul permis, este necesar să se ia măsuri corespunzătoare pentru a o controla, în caz contrar, precizia geometrică a pieselor va fi dificil de îndeplinit cerințele. Prin urmare, în proiectarea procesului de ștanțare progresivă a părților structurale șinei de ghidare, procesul de modelare este selectat pentru a controla acuratețea dimensională a pieselor cu cerințe de înaltă precizie și elasticitate mare. Faceți predicții precise. Modelul de analiză elastică a piesei de prelucrat este stabilit pe baza simulării deformare a tablei, iar analiza elastică se realizează prin metoda de analiză implicită în mai multe etape. Rezultatele simulării sunt prezentate în Figura 12:

De la 12, se poate observa că piesa de prelucrat este într-o anumită stare răsucită după revenirea de tăiere și descărcare. Rebound-ul la pozițiile A, B, C, D și E este relativ mare, iar cerințele de precizie sunt mari. Structura matriței încrustate este selectată pentru a fi utilizată. Fasonarea și modelarea pot fi efectuate prin corecția presiunii, compensarea profilului inserției matriței, etc. Pentru piesele care trebuie remodelate, proiectarea tăierii segmentare pentru îndepărtarea materialului ar trebui să favorizeze eliberarea tensiunii interne în aceste părți. . Piesele de modelare specifice și semifabricatul după tăierea segmentară sunt prezentate în Figura 13:

În cele din urmă, procesul de formare cu ștanțare progresivă cu mai multe stații a structurii șinei de ghidare este remodelat. Din rezultatele simulării prezentate în Fig. 14, se poate observa că rezultatele ideale de simulare a formării sunt obținute prin adoptarea măsurilor de control al calității.

Rezultatele procesului

Banda de material progresivă „formare ștanțată” și părțile structurale ale șinei de ghidare din sticlă ale ușilor din stânga și din dreapta ale ușii automobilului obținute prin test sunt prezentate în Figura 15:

Se poate observa din Figura 15(b) că structura șină de ghidare formată are o calitate bună a formării, fără cute, fisuri, zgârieturi, adâncituri și alte defecte, iar suprafața piesei de prelucrat este netedă. Matrița progresivă a fost pusă în producție reală, alimentarea este lină, funcționarea este stabilă și fiabilă, precizia dimensională a produsului îndeplinește cerințele, iar eficiența producției este ridicată, ajungând la 36 de bucăți/min, ceea ce poate îndeplini cerințele. de producție automată pe scară largă.

Prin simulare numerică se studiază metoda de control al calității de formare cu ștanțare progresivă multistație a pieselor structurale șinelor de ghidare, se prevăd diverse defecte care pot apărea în procesul de formare și se propun soluții corespunzătoare sau măsuri de control. concluzie după cum urmează:

  • Distorsiunea purtătorului poate fi controlată eficient prin stabilirea unei structuri de constrângere sau prin creșterea forței de constrângere în zona grav deformată.
  • Dacă există o zonă mare în partea de jos a piesei de embosare adâncă care trebuie îndepărtată, se poate seta o gaură de proces în această zonă, iar tăierea se efectuează după formarea embotirii profunde, ceea ce poate îmbunătăți eficient embotirea adâncă. proprietatea materialului și previne apariția fisurilor.
  • În timpul ambutisării adânci, corectarea adecvată a parametrilor de filet locali ai matriței poate rezolva fisurarea, asigurând în același timp utilizarea unei forțe mari de suport pentru semifabricat pentru a evita defectele de încrețire.
  • Pentru flanșarea de alungire, zona de contact a fileului de poanson este supusă concentrării tensiunii de tracțiune, care este predispusă la rupere. Prin creșterea filetului de contact al poansonului și optimizarea formei semifabricatului înainte de flanșare, flanșarea poate fi evitată în mod eficient. apariţia fenomenului.
  • Pe baza rezultatelor simulării numerice ale returului piesei de prelucrat, pentru piesele cu elasticitate mare după tăierea elastică după descărcare, proiectarea tăierii segmentare înainte de modelare ar trebui să favorizeze eliberarea tensiunii interne.

Mașină de perforat De Vanzare

Publicat inițial la https://punching.harsle.com pe 21 iunie 2022.