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Progressive Stamping

Um die Qualität von Multi-Station-Progressiv zu verbessern Stanzen und reduzieren die Kosten für den Formenbau, an dem Umformprozesse wie Biegen, Tiefziehen, Besäumen, Formen und Bördeln beteiligt sind Stanzen process of an automobile door guide rail structure and spring back unloading were carried out.

The finite element numerical simulation is carried out, and the forming defects such as carrier distortion, deep drawing crack, flanging crack, and springback that may occur in the forming process are predicted, the causes of the defects are analyzed, and corresponding solutions or control measures are put forward.

Re-modeling, the ideal simulation results are obtained. Based on the numerical simulation results, a multi-station progressive stamping test was carried out, and a certain door guide rail structure with qualified forming quality was successfully punched out in one mold, which can meet the requirements of mass production. Progressive Stamping

Abbildung 1 Stanzwerkzeug
Abbildung 1 Stanzwerkzeuge

The rapid development of the automobile industry has put forward higher requirements for the production efficiency, parts quality, and parts cost of auto parts. Parts processing has been more and more widely used. However, the quality of multi-station progressive stamping is affected by many factors, such as the geometry of the blank, the form of the carrier, the structure of the mold, the process parameters, etc.

The mold designed based on experience often causes the parts to wrinkle and crack during the forming process. and springback and other defects, the forming quality is difficult to control, it is necessary to repeatedly try and repair the mold during the manufacturing process, and the product manufacturing cost is high and the cycle is long.

Through the effective use of numerical simulation methods, the elastic-plastic deformation of the sheet during the forming process can be calculated, the forming defects can be accurately predicted, an optimized forming process or die structure can be obtained, and the forming quality can be finally improved. Progressive Stamping

Taking a front longitudinal beam reinforcement plate of an automobile as an example, the stamping process of the progressive die is simulated, and the problems such as the deformation of the conveyor belt and the inaccurate unfolding of the blank that may occur in the production are predicted, and the material belt formed by the progressive stamping is optimized. . The full-process finite element numerical simulation of the 13-station stamping forming of a high-strength steel plate automobile mounting seat is carried out.Progressive Stamping

By correcting the shape of the blank and the convex hull, the problem of easy cracking during forward and reverse drawing is solved, and the forming quality is improved. . But so far, there is no research report on defect prediction and quality control in the whole process of multi-station progressive stamping.

In this paper, a certain automobile door guide rail structure is taken as the research object, and the finite element modeling of its multi-station progressive stamping forming process and springback unloading is carried out by using Dynaform software, and the possible carriers that may appear in the forming process are completely predicted through numerical simulation. Forming defects such as distortion, deep drawing cracks, flanging cracks, and springback are effectively controlled according to the causes. Progressive Stamping

Finite-Elemente-Modellierung und numerische Simulation

The schematic diagram of the structural parts of a car door guide rail is shown in Figure 2:Progressive Stamping

Abbildung 2 Strukturteile der Türschiene
Abbildung 2 Strukturteile der Türschiene

Das Material ist verzinktes DX53D-Blech mit einer Dicke von 1,2 mm. Die Führungsschienenstruktur wird für den elektrischen Glasheber des Autos verwendet. Das gekrümmte Profil des Teils muss mit der Krümmung des Türglases übereinstimmen, und die Nuten, das Bajonett und andere lokale Merkmale passen zu anderen Teilen. Diese Teile müssen eine gute Umformqualität und Maßhaltigkeit gewährleisten. Durch die Prozessanalyse der Führungsschienenstrukturteile wird schließlich das Stanzprozessschema von 13 Stationen, doppelseitigen Trägern, doppelreihiger Anordnung und gleichzeitigem Stanzen von linken und rechten Teilen bestimmt. Das Layout-Design ist in Abbildung 3 dargestellt:

Abbildung 3 Gestaltung des Stanzlayouts
Abbildung 3 Gestaltung des Stanzlayouts
1 – Stanzen von positiven Löchern und Prozesseinschnitten; 2 – Trimmen, Stanzen von Einschnitten; 3 – Trimmen, Stanzen von Einschnitten; 4 – Biegen-Ziehen; 5 – Stanzen von Positionierungslöchern, Trimmen; Stanzen; 7- Trimmen, Stanzen; 8- Formen; 9- Formen, Bördeln; 10- Nietloch; 11- Nietloch; 12- Stanzen, Trimmen; 13- Schneiden und Stanzen

Gründung von Feinleiten EElement mesh mModell

Entsprechend dem Stanz- und Umformprozess der Führungsschienenstruktur wird die numerische Finite-Elemente-Simulation für die beteiligten Prozesse Biegen-Tiefziehen, Segmentbeschneiden, Umformen, Bördeln, Stanzen, Besäumen und Schneiden durchgeführt. Das segmentierte Beschneiden oder Stanzen ist in einem Modell eingebaut, und der spezifische Simulationsprozess des progressiven Stanzformprozesses ist Pressbiegen-Tiefziehen, Formen → Beschneiden → Formen, Bördeln → Beschneiden und Schneiden. Da der Trimmprozess ohne den Simulationsprozess nur das Material entlang der Trimmlinie abträgt, ist es nicht notwendig, ein Netzmodell des Stanzwerkzeugs zu erstellen. und 4(b):

Abbildung 4 Prägestempel
Abbildung 4 Stanzwerkzeuge

Numerisch SNachahmung PProzess EINnd QQualität Csteuern

Gemäß dem Simulationsprozess zum Stanzen und Formen von Führungsschienenstrukturteilen und dem etablierten Finite-Elemente-Modell wird die numerische Simulation durchgeführt, die Formfehler, die die Produktqualität im Stanzprozess beeinflussen, vorhergesagt und die Qualitätskontrolle untersucht.

  • Deep Drawing Fracture Control

Bei Verwendung des in Abb. 4(a) gezeigten Finite-Elemente-Modells zur Durchführung der Biege-Tiefzieh-Simulation traten an der Verrundungsposition in der Mitte des kastenförmigen Teils schwerwiegende Risse auf, wie in Abb. 5 dargestellt:

Abbildung 5 Zieh- und Ziehbruch
Abbildung 5 Stanzzugbruch

After analysis, the serious cracking phenomenon is mainly due to the mutual restriction of the flow of the material in the middle area to the grooves at both ends during forming, and the tensile stress is greatly increased, resulting in the stress at the center fillet position quickly reaching the limit point and causing cracking.

Therefore, three long process holes are punched in the middle position of the blank relative to the deep drawing crack area (considering the punch structure, the width is 6 mm) to improve the deep drawing formability, and at the same time, the parameters of the too-small fillet at the drawing crack are selected. Step by step modification in the form of transition rounded corners, as shown in Figure 6:

Abbildung 6 Stanzrundungskorrektursimulation
Abbildung 6 Stanzrundungskorrektursimulation
  • Kontrolle der Trägerverzerrung

Der Träger spielt eine entscheidende Rolle im Folgeverbund-Stanzprozess mit mehreren Stationen. Sobald der Träger verformt ist, kann die Zufuhrgenauigkeit des Streifens nicht garantiert werden, was die Stanzqualität ernsthaft beeinträchtigt. Beim Biege-Tiefziehen weist der Träger jedoch Verzugsfehler auf (wie in Bild 7 dargestellt):

Abbildung 7 Vektorverzerrung
Abbildung 7 Vektorverzerrung

Die gezeigten Simulationsergebnisse zeigen, dass die Trägerverzerrung gut kontrolliert wird, während des Stanzvorgangs fast keine Wölbung auftritt, sie aufgrund von Verformung nicht über den Führungsblock hinausgeht und der Kontakt zwischen der Seite des Streifens und dem Führungsblock stark verbessert ist . Die Verbesserung gewährleistet die Laufruhe und Präzision der Zuführung.

Abbildung 8 Vektorverzerrung nach Hinzufügen einer konvexen Hülle
Abbildung 8 Vektorverzerrung nach Hinzufügen einer konvexen Hülle
  • Bördelbruchkontrolle

Unter Verwendung des in Abbildung 4(b) gezeigten Modells zur Durchführung einer numerischen Simulation des Bördelformens brach während des Bördelvorgangs ein Ende des Werkstücks, wie in Abbildung 9 gezeigt:

Abbildung 9 Gebrochener Stanzflansch
Abbildung 9 Gebrochener Stanzflansch

Um das Auftreten dieses Rissphänomens zu vermeiden, werden bei gleichzeitiger Optimierung der Bördel- und Schnittlinie die zu kleinen abgerundeten Ecken des Stempels korrigiert, um den gestreckten Bereich zu vergrößern und eine übermäßige Konzentration von Zugspannungen zu vermeiden. Die abgerundeten Ecken sind in Fig. 10(c) gezeigt, wobei ein Übergang von 3 mm→2 mm abgerundeten Ecken verwendet wird. Die verbesserten Ergebnisse der Bördelformungssimulation sind in Abbildung 11 dargestellt und zeigen, dass das Bördelbruchproblem effektiv gelöst wurde.

Bild 10 Vergleich vor und nach dem Stanzbördeln
Bild 10 Vergleich vor und nach dem Stanzbördeln
Abbildung 11 Simulation nach Stanzbördelkorrektur
Abbildung 11 Simulation nach Stanzbördelkorrektur
  • Rückprallkontrolle

Springback is an inevitable phenomenon in sheet metal forming. When the springback of the stamping workpiece exceeds the allowable range, it is necessary to take corresponding measures to control it, otherwise, the geometric accuracy of the parts will be difficult to meet the requirements. Therefore, in the design of the progressive stamping process of the guide rail structural parts, the shaping process is selected to control the dimensional accuracy of the parts with high precision requirements and large springback.

Make accurate predictions. The springback analysis model of the workpiece is established on the basis of the sheet metal forming simulation, and the springback analysis is carried out by the multi-step implicit analysis method. The simulation results are shown in Figure 12:

Abbildung 12 Simulation der Rückfederung beim Stanzen
Abbildung 12 Simulation der Rückfederung beim Stanzen

Aus 12 ist ersichtlich, dass sich das Werkstück nach dem Besäumrückprall und dem Entladen in einem bestimmten verdrehten Zustand befindet. Der Rückprall an den Positionen A, B, C, D und E ist relativ groß und die Präzisionsanforderungen sind hoch. Die eingelegte Formstruktur wird zur Verwendung ausgewählt. Die Umformung und Umformung kann durch Druckkorrektur, Formeinsatzprofilkompensation etc. erfolgen. Bei den umzuformenden Teilen sollte die Gestaltung der Segmentbesäumung zum Materialabtrag die Eigenspannungen in diesen Teilen abbauen . Die spezifischen Umformteile und der Rohling nach dem Segmentbeschnitt sind in Abbildung 13 dargestellt:

Abbildung 13 Stanzen und Formen
Abbildung 13 Stanzen und Formen

Schließlich wird der mehrstufige Folgestanz-Umformprozess der Führungsschienenstruktur neu modelliert. Aus den in Abb. 14 gezeigten Simulationsergebnissen ist ersichtlich, dass die idealen Umformsimulationsergebnisse durch die Übernahme von Qualitätskontrollmaßnahmen erhalten werden.

Abbildung 14 Progressive Stanzsimulation
Abbildung 14 Progressive Stanzsimulation

Versuchsergebnisse

Das Progressive Stanzformen Materialstreifen und die Strukturteile der Glasführungsschiene der linken und rechten Tür der Autotür, die durch den Test erhalten wurden, sind in Abbildung 15 dargestellt:

Abbildung 15 Folgeverbundstanzteile mit mehreren Stationen
Abbildung 15 Folgeverbundstanzteile mit mehreren Stationen

Aus Fig. 15(b) ist ersichtlich, dass die geformte Führungsschienenstruktur eine gute Formqualität aufweist, keine Falten, Risse, Kratzer, Vertiefungen und andere Defekte aufweist und die Oberfläche des Werkstücks glatt ist. Die progressive Matrize wurde in die eigentliche Produktion gebracht, die Zuführung ist reibungslos, der Betrieb ist stabil und zuverlässig, die Maßhaltigkeit des Produkts erfüllt die Anforderungen und die Produktionseffizienz ist hoch und erreicht 36 Stück / min, was den Anforderungen entsprechen kann der automatisierten Großserienfertigung.

CEinschlusss

Mittels numerischer Simulation wird das Qualitätskontrollverfahren des mehrstufigen Folgestanzumformens von Führungsschienenbauteilen untersucht, verschiedene Fehler, die im Umformprozess auftreten können, vorhergesagt und entsprechende Lösungen oder Kontrollmaßnahmen vorgeschlagen. Fazit wie folgt:

  • Die Verformung des Trägers kann effektiv kontrolliert werden, indem eine Zwangsstruktur eingestellt wird oder die Zwangskraft in dem stark verformten Bereich erhöht wird.
  • Wenn am Boden des Tiefziehwerkstücks ein großer Bereich entfernt werden muss, kann in diesem Bereich ein Prozessloch gesetzt werden, und nach dem Tiefziehen wird ein Beschneiden durchgeführt, wodurch das Tiefziehen effektiv verbessert werden kann Eigenschaften des Materials und verhindern das Auftreten von Rissen.
  • Während des Tiefziehens kann eine ordnungsgemäße Korrektur der lokalen Verrundungsparameter der Form die Rissbildung beheben, während sichergestellt wird, dass eine große Niederhaltekraft verwendet wird, um Faltenbildungsdefekte zu vermeiden.
  • Beim Dehnungsbördeln wird die Kontaktfläche der Stanzkehle der Konzentration von Zugspannungen ausgesetzt, die zum Reißen neigen. Durch die Vergrößerung der Kontaktverrundung des Stempels und die Optimierung der Form des Rohlings vor dem Bördeln kann das Bördeln effektiv vermieden werden. Entstehung des Phänomens.
  • Basierend auf den numerischen Simulationsergebnissen der Werkstückrückfederung sollte für die Teile mit großer Rückfederung nach dem Beschneiden der Rückfederung nach dem Entladen die Gestaltung des segmentalen Beschneidens vor dem Formen der Freisetzung von Eigenspannungen förderlich sein.

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2 Gedanken zu „Do You Know Multi-Station Progressive Stamping?

  1. Abdula sagt:

    Der Artikel ist sehr hilfreich!
    Ich brauche eine Stanzmaschine, wie hoch ist der Preis?

    1. Wendy sagt:

      Wir sind seit mehr als 20 Jahren Profi in Sachen Maschinen! Bitte sagen Sie mir Ihre Modelle und verarbeiten Sie Material und Dicke, ich kann Ihnen bald ein Angebot machen!

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