管幸寰

（上海電子工業學校，上海 201411）

摘（zhāi）要：在工業生（shēng）產活動中，衝壓（yā）屬於一種常見工藝，金屬以及非金屬材料在加工過程（chéng）中可能麵臨回彈問題，影響加工質量。

基於此（cǐ），本（běn）文以回彈的影響作為切入點，重（chóng）點給出補償回（huí）彈（dàn）的衝壓件模具（jù）設計方（fāng）法，利用有限元模型進行分析，綜合考慮受力、形（xíng）變、回彈等問題，設計往複式衝壓件模具，再利用實驗證明設計方法的可行性。

關鍵詞：補償回彈；有限元模型；往複式衝壓件模具

中圖分（fèn）類號：TG385

文獻標識碼：A

文章編號：1671-0711（2018）02（下）-0106-02

板料（liào）衝壓是利用衝模，使板（bǎn）料產生分（fèn）離或（huò）形變的加工方法。

因多數情況下板料無需加熱，故稱冷衝壓，又簡稱冷衝或衝壓（yā）。

在進行板料加工時（shí），材料（liào）的延展性、彈性等（děng）物理性質往往會帶來影響，使（shǐ）板材在（zài）加工過（guò）後（hòu）出現回彈（dàn）問題（tí），如果這（zhè）種（zhǒng）回彈的幅度較小，肉（ròu）眼可能無法分辨，但在實際使用（yòng）過程中，由於工件精度不足，可能（néng）影響使用價值（zhí）。

就補償回彈的衝壓件模具設計方法進行探討有一定的實際意義。

編（biān）輯

1 回彈問（wèn）題的出現以（yǐ）及影響

1.1 板材的回彈

常規的衝壓過程（chéng）中，板材會按照模具狀況不斷（duàn）出現形變，直到滿足（zú）實際使（shǐ）用需求。

回彈問題在這一過程（chéng）中是始終存在的，此前技術人員一般通過“試錯法”進行處理，但結果並不理想（xiǎng）。

由於大部分（fèn）金屬材料，尤其是合金和其他延展性較好的材料，回彈問題往往十分嚴重，在力的相（xiàng）互作用下，瞬時回彈以（yǐ）及（jí）加工後一小段時間內出現的回彈現象屢見不鮮，比如汽車使（shǐ）用的鋁材，部分構件的回彈率甚至超過 0.5％，對實際性（xìng）能產生了很多不（bú）利影響。

1.2 回彈的影響

回（huí）彈的影響包括直接（jiē）影響和衍生影響兩個方麵，以數（shù）控機床所用工件為例，在衝壓製造完成後，存在回（huí）彈問題的（de）工件被應用（yòng）於數控機床，會造（zào）成精度、剛性（xìng）的下降，並進一步影響機床的電動穩定性。

數控機床對加工精度的要（yào）求非常高，精度則取決於剛性，剛性是指在固定工作負載條件下機床的加工結構出現的形變（biàn）量，形變量越大、精度越低。

應用存在回彈問題的工件，機床的精度受到直接影響，在實際工作中，還可能產（chǎn）生齧合（hé）不嚴等問題（tí），進一步降低剛性（xìng），而電動機（jī）工作帶來的小幅位移則會加劇回彈工件的破壞作（zuò）用，使機床的（de）加工成果無（wú）法得到保證。

2 補償回彈的（de）衝（chōng）壓件模具設計方法

2.1 設計思路

回彈問題雖然廣泛存在於各（gè）類（lèi）板（bǎn）料的加工作業中，但帶有一定的規律性，如進行一次衝壓的板材可能存在較為嚴重的回彈問題，而反複衝壓後，每一次回彈都能得到控製，總的回彈量也因此較低。

針對（duì）補償回彈（dàn）的衝壓件模具設（shè）計也以（yǐ）此為切入點，分析可行思路。模具設計（jì）的核心（xīn）理念為往複式加（jiā）工，可（kě）以在現有技術條件下（xià）實現（xiàn），其工作的基本流程是，了解加工物（wù）的特點，建立流水線，取固定模型，對於存在回（huí）彈可能的位置，給予多次衝壓，並在反複加工的過程中逐步（bù）降低衝壓力度，實現對其外形的有效控製，避免回彈問題。

從初定的模具型麵（miàn）的結點位移反向減去模擬計算的回（huí）彈量，得（dé）到（dào）用於補（bǔ）償（cháng）回彈所需的加工要求。

金屬板料首（shǒu）先用試探模（mó）具成形，計算成形回彈後的工件形狀。

該數值在不同的工件加工作業中也存在差異，需要根（gēn）據實際情況確定往複次數和力（lì）負載水平。

將回（huí）彈後的工件形狀與目標工件比較，如果存在的形（xíng）狀誤（wù）差超出容許（xǔ）值，就從模具形狀中減去形狀誤差，得到新的加工要求，作為確定（dìng）往複加工所需負載的基礎。

在往複（fù）加（jiā）工中，金屬板料將用這一新的試探（tàn）模具型麵成形。

如果成形工件的形狀（zhuàng）與（yǔ）目標工件（jiàn）誤（wù）差仍超出容許（xǔ）值，將再次從試探模（mó）具（jù）型麵反向（xiàng）減去形（xíng）狀誤差，得到更新的加工要求，作為確定下一次往複加（jiā）工所需力負載的基礎（chǔ），直到成形的（de）工件形（xíng）狀滿足要求，往複加工可進行 5 次或更多。

2.2 有限元模型分析

有限元模型以數（shù）據為基礎建立，收集不同工件的基（jī）本使用要求和加工存在（zài）的問題（tí）、加工流程，建立涵蓋上述（shù）內容的電子模型。

如工件為齒輪，其使用的核心（xīn）要求是良好（hǎo）的齧合度，本質則（zé）是（shì）嚴格的精度控製。

加工存在的問題也主（zhǔ）要在機床的精度上，加工流（liú）程則相對固定，對金（jīn）屬板（bǎn）材進行（háng）衝壓、粗加工，再進行打（dǎ）磨作業（yè）。

建立模型時，以上述（shù）三項內容（róng）為基礎，將工件的各個（gè）部（bù）分以微米為單（dān）位劃分為若幹部分，對存在較嚴重回彈問題的結構需要進行精劃分。

衝壓加工是一種（zhǒng）典（diǎn）型的（de）物（wù）理加工方（fāng）法，應用外力破壞板材固有的物理特征，並通過模具對其進（jìn）行規範，在這一過（guò）程中，板材首先受力，之後出（chū）現形變，並在整個過程中（zhōng）不斷回彈。

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