計算彈性回彈
傳統(tǒng)板材裂紋和褶皺失效理論是根據(jù)人們對板材延伸變化觀察得出的。當彈性回彈發(fā)揮“作用”時，傳統(tǒng)的失效預測模型已經(jīng)無能為力了。此時起到關鍵作用的是應力，也就是說要有很高的精度等級。
圖1 利用彈性回彈模擬軟件模擬的汽車C立柱
在模具的設計制造過程中，彈性回彈是依靠設計軟件來進行補償?shù)?。其目的是盡可能的從模具中選出符合技術要求的工件（圖1）。在計算機軟件的幫助下可以大大的減少模具試驗調試的次數(shù)。而通常情況下，變形加工模具的試驗調試時間都非常緊迫，是模具生產(chǎn)過程中最后的階段。在模具設計中，有許多不確定的因素，而每一套模具又都是一個復雜的綜合機械部件，一個共同作用的整體。許多工作是同時平行進行的，出現(xiàn)的沖突和矛盾自然而然的影響著供貨期和制造費用。
圖2 深沖壓工藝示意圖：模具（藍色），壓板（紅色），沖頭（綠色）
圖3 深沖壓變形加工時的作用面：壓板作用面（紅色），凸模作用面（綠色），收縮流動面（黃色）和工件（藍色）
開始時利用模擬技術對模具零部件進行模擬，以保證模具制造的可靠性。在這一過程中應首先檢驗彈性回彈問題，保證從幾何尺寸到形狀能完全補償彈性回彈。然后才能開始考慮補償?shù)拇胧?。為了能貫徹這些補償措施，Autoform軟件系統(tǒng)在模具內(nèi)部定義了三個不同的區(qū)域（圖2）。在第一個區(qū)域中，彈性回彈被完全補償平衡。在這個區(qū)域內(nèi)，每個作用面，也就是模具的每個使板材變形的表面，都與模擬的結果進行匹配，其形狀相當于產(chǎn)品工件加上變形補償?shù)膮^(qū)域。不變化的是第二個區(qū)域，它的典型特點是模具壓緊后保持不變。第三個區(qū)域是板件設計中凸起部分所在的區(qū)域，是上述兩個區(qū)域之間的過渡區(qū)域，即沖壓工件凸起、凹陷的區(qū)域。在Autoform軟件中生成這三個區(qū)域之后，軟件系統(tǒng)會自動的進行區(qū)域選擇（圖3）。工人可以隨時進行手動操作，以便把自己的想法加入到三個區(qū)域之中。計算機軟件會自動分析、確定最終產(chǎn)品進行彈性回彈補償?shù)奈恢煤蛿?shù)值。補償量的方向與彈性回彈的方向相反。完成補償量調整的模具作為下一次模擬的基礎。通常情況下，經(jīng)過2~3次這樣的補償和模擬之后就可以得到符合圖紙要求的零件了，工件中殘剩的彈性回彈量已在公差允許的范圍之內(nèi)了。
公差范圍內(nèi)的參數(shù)模擬
經(jīng)過上述彈性回彈的補償模擬，得到的是變形加工參數(shù)不變時的一個模擬計算結果。但是在大批量生產(chǎn)過程中，許多變形加工的工作參數(shù)是變化的。典型的偏差和誤差往往與材料的特性有關，例如板厚、強度或者板材軋制方向所引起的變形加工性能。其他的一些影響因素還包括：摩擦、板材的壓緊力、板材的定位精度等，也都對彈性回彈有一定的影響。若要使模擬計算更加接近實際，從而提供更具說服力的模擬結論，則需要在規(guī)定的公差極限范圍內(nèi)使用大量變量參數(shù)進行彈性回彈的補償模擬，也就是對實踐的“模擬”。
圖4 沖壓模具內(nèi)三個區(qū)域的定義，以便補償工件的幾何形狀濾清器
Autoform-Sigma彈性回彈補償模擬軟件能自動的提供彈性回彈發(fā)生范圍內(nèi)的統(tǒng)計評價結果，對變形加工的穩(wěn)定性進行評價（圖4）。根據(jù)這些統(tǒng)計評價結果確定影響彈性回彈的主要因素是偏差。從而可以在變形加工模具制造過程的早期對沖壓生產(chǎn)能力做出預測。變形加工參數(shù)的匹配可以在生產(chǎn)過程參數(shù)賦值時進行，也可以在沖壓工藝方案的制定中進行，甚至在修改零部件時進行。Autoform-sigma模擬分析系統(tǒng)提供的不是絕對準確的最終產(chǎn)品，相反，它提供的是大批量生產(chǎn)時的最佳配制。
現(xiàn)代化的變形加工材料，有缺陷的材料模型和高精度等級等，對板材變形加工領域中先進的模擬軟件提出了很高的要求。同時，模擬軟件研發(fā)企業(yè)也在這個環(huán)境中不斷成長，研發(fā)出了滿足實踐應用要求的板材加工彈性回彈模擬軟件，為生產(chǎn)實踐提供了更好的解決方案。
