異形鋁板的壓邊力優(yōu)化加工法

異形鋁板的鈑金采用起皺臨界控制策略，異型鋁單板廠家對典型曲面零件拉深成形中壓邊力的問題進行了研究，因為曲面鈑金乃是異形鋁板加工的難中之難。運用有限元法模擬了半球形拉深件的起皺過程，分析了等效壓邊力的分布，塑性應(yīng)變的分布規(guī)律，采用正交試驗方法從板料厚度，沖壓速度，摩擦系數(shù)和凹模圓角半徑這四個因素中分析得出，凹模圓角半徑對拉深中的起皺影響非常大。利用板殼理論中板屈曲的能量原理，建立了半球形中防內(nèi)皺壓邊力模型，得出了防內(nèi)皺的壓邊力計算公式。從能量平衡角度出發(fā)，在考慮了各種因素的基礎(chǔ)上給出了圓錐形拉深件側(cè)壁起皺失穩(wěn)判據(jù)，為軸對稱曲面零件拉深過程智能化控制的壓邊力規(guī)律預(yù)測，提供了可靠的理論依據(jù)。

一些異形鋁板廠家采用破裂控制策略，對不同曲面零件成形中的壓邊力進行了探討。以錐形件為力學(xué)模型，用板材成形的塑性失穩(wěn)理論對典型軸對稱拉深件的較限承載能力進行了歸一化的定性和定量分析，給出了該類鈑金件破裂失穩(wěn)時較限載荷的統(tǒng)一表達式，并由此得到了拉深過程中工件側(cè)壁破裂失穩(wěn)的臨界條件，按側(cè)壁破裂臨界失穩(wěn)條件所給出的定量關(guān)系來確定錐形件智能化拉深系統(tǒng)的控制壓邊力規(guī)律，可以大限度地舒緩側(cè)壁起皺的發(fā)生，也就是可以獲得側(cè)壁無皺的非常大拉深高層度，為拉深過程智能化控制提供了預(yù)測較佳壓邊力規(guī)律的理論依據(jù)。根據(jù)應(yīng)力強度理論，對球底圓錐形件拉深進行分析，推導(dǎo)出該類零件產(chǎn)生拉伸性失穩(wěn)時的臨界應(yīng)變分界圓，得出破裂較限。選擇非對稱件中的錐壁盒形件為研究對象，通過數(shù)值模擬和實驗方法對成形過程中壓邊力隨凸模行程的變化規(guī)律進行研究，得到能夠提高成形質(zhì)量的較優(yōu)壓邊力變化趨勢，提出破裂臨界壓邊力控制原理，并將前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型引入盒形件智能化拉深壓邊力控制規(guī)律的預(yù)測，預(yù)測結(jié)果與實驗吻合較好，實現(xiàn)較優(yōu)壓邊力規(guī)律的實時預(yù)測，為實現(xiàn)盒形件拉深成形過程的智能化控制奠定基礎(chǔ)。

異形鋁板加工在壓邊力施加方法上，又采用了多點加載方式的方法。本司曾開發(fā)了一臺多點變壓邊力單動拉深液壓試驗機，實現(xiàn)了在沖壓過程中，能隨位置和沖頭行程任意改變壓邊力，根據(jù)拉深工藝要求和材料性能的不同進行拉深速度的調(diào)節(jié)[。通過ANSYS 軟件模擬出矩形盒件拉伸成形過程多點壓邊力優(yōu)化曲線，根據(jù)模擬出的各點壓邊力曲線圖，把壓邊圈離散化，然后施加對應(yīng)真實的壓邊力，實現(xiàn)板料拉伸成形不起皺的壓邊力優(yōu)化問題。通過分析薄板拉延變壓邊力的力學(xué)機理，采用多點壓邊力加載裝置時各壓邊點不起皺和不拉裂的臨界壓邊力，分析了各壓邊點的變壓邊力加載曲線，證實了多點變壓邊力控制的可行性。采用數(shù)值模擬和實驗相結(jié)合的方法研究了AZ31鎂合金板料分塊壓邊力矩形件的過程。首先設(shè)計了分塊壓邊板，采用多點頂桿結(jié)構(gòu)提供拉深所需的壓邊力，各頂桿之間相互單獨，可在板料不同的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)不同的壓邊力加載。得出壓邊力的合理分布可使板料的流動更加均勻。通過對斜壁矩形盒件多點拉深成形的有限元數(shù)值模擬，得出︺形狀的壓邊力加載曲線有利于斜壁矩形盒件的多點拉深成形。通過對壓邊圈離散化，進行壓邊力的優(yōu)化控制，運用數(shù)值模擬和和實驗相結(jié)合證明了多點加載方法的可行性。異形鋁板廠家的操作工熟練掌握鈑金工藝技術(shù)是非常必要的，有利于鈑金件生產(chǎn)管理，是提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本的重要保證，是把特異型鋁板價格從1500元/平方定格到450-800元/平方的可接受區(qū)間范圍的堅實基礎(chǔ)。