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有限元分析在鈑金模具中的應用研究

當今模具業所面臨的主要挑戰是人們對更高產品精度、更短的開模周期和更低模具成本的需求。如何實現更高質量、低成本的模具?通過自主對沖壓成型技術的研究，開模前如果能夠進行有效的有限元分析，優化設計，可以大大提高產品質量，減少改模次數降低成本。

前期由于缺乏對金屬性能和回彈規律的應用研究，存在以下問題：

①、回彈問題一直是鈑金模具難以克服的一重大缺陷，只能憑經驗多次的修改模具才能打出合格的產品，嚴重束縛著沖壓件技術的發展。

②、回彈是板料沖壓成形中普遍存在的現象，回彈的存在直接影響到沖壓件的形狀尺寸精度。

③、回彈問題已成為沖壓成型中一個迫切需要解決的實際問題?；诮鼉赡晷庐a品的開發，空調內沖壓件已越來越復雜化，沖壓件的回彈問題模具開發中影響越來越大。

格力I1.5代項目左、右側板板件形狀特點剖析：整體板件呈半圓弧狀趨勢，為了加強板件剛性及強度，型面內壓了3條長凸包，為了板件滿足裝配需求，在裝配螺柱處壓了4凸包，這些形狀特點，會導致成形時材料流向不均勻，局部區域內應力過大，使板件很容易發生回彈，外形扭曲，裝配形狀、孔位錯位等缺陷，給模具設計和調試帶來了很大的困難和不穩定性。

解決方案：

①、局部形狀修整控制法：對板件的成形情況進行初步分析預測，初步評估板件的回彈量，在不影響裝配的前提下，根據成形過程中材料的流動趨勢、板件內部受力狀況對板件局部形狀進行微調，使成形后板件內應力盡量規律性;

②、工藝控制法：通過調節沖壓工藝參數(壓邊力、毛坯形狀、潤滑狀態)，以及模具匹配調適(拉延筋修整、工藝補充面修整)來減小回彈量，盡量將回彈控制在工程允許范圍內;

板件成形方式需采取拉伸方式，板件通過工藝補充面，四周加壓筋，使材料充分塑性變形，產生金屬加工硬化效應，使板件形狀得到凍結固化的作用，減小回彈、扭曲;左圖綠色區域顯示板件已充分塑性變形。右圖灰色板件是成形完畢后發生回彈變形，回彈量已大幅減小。

③、模具補償修正控制法：通過模具形面預修正來補償回彈的影響，即事先在回彈變形的反方向給模具一個偏移量，使得回彈后的零件形狀剛好與設計形狀相吻合;

④、工序分布控制法：通過合理的工序排布，即拉伸、切邊、翻邊和整形等工序的合理排布，利用各工序的成形條件和對板件的作用效果，最終達到減小回彈、抑制回彈的效果;

板件經過回彈、回彈補償、翻邊及折彎等工序，最終板件將和原始板件會存在一些差異，尺寸會有些的偏離，為了解決此缺陷，但又不增加板件工序數，因此在最后的翻邊工序中順便對板件進行整形，使最終壓出板件的形狀、尺寸最大程度貼近原始板件 。

總結：

①、從現場試模結果來看，板件的回彈基本上是打到M5最后一道工序才基本解決，因此驗證了問題分解，逐一解決，最終化整為零的思維方式，即把此側板的回彈、扭曲分解到：調原始板件造型—拉伸工序回彈補償—M4工序回彈補償—M5整形中去;

②、回彈涉及的因素比較多，板件的造型、成形方式、板件材料參數等，如何把握好控制好板件的質量，把回彈量減小到尺寸公差范圍內，對以上的因素的深入研究，以及把握住它們相互間的微妙關系顯得格外重要。

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