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A fim de melhorar a qualidade de multi-estação progressiva estampagem e reduzir o custo de fabricação do molde, os processos de conformação como dobra, estampagem profunda, corte, modelagem e flangeamento estão envolvidos na estampagem processo de uma estrutura de trilho-guia de porta de automóvel e descarga de mola. A simulação numérica de elementos finitos é realizada, e os defeitos de conformação como distorção do portador, trinca de estampagem profunda, trinca flangeada e retorno elástico que podem ocorrer no processo de conformação são previstos, as causas dos defeitos são analisadas e soluções ou controle correspondentes medidas são apresentadas. Remodelagem, os resultados de simulação ideais são obtidos. Com base nos resultados da simulação numérica, foi realizado um teste de estampagem progressiva em várias estações e uma determinada estrutura de trilho de guia de porta com qualidade de conformação qualificada foi perfurada com sucesso em um molde, que pode atender aos requisitos de produção em massa.

O rápido desenvolvimento da indústria automobilística apresentou requisitos mais altos para a eficiência da produção, qualidade das peças e custo das peças de autopeças. O processamento de peças tem sido cada vez mais utilizado. No entanto, a qualidade da estampagem progressiva multiestação é afetada por muitos fatores, como a geometria do blank, a forma do suporte, a estrutura do molde, os parâmetros do processo, etc. as peças para enrugar e rachar durante o processo de formação. e springback e outros defeitos, a qualidade de conformação é difícil de controlar, é necessário tentar repetidamente e reparar o molde durante o processo de fabricação, e o custo de fabricação do produto é alto e o ciclo é longo. Através do uso eficaz de métodos de simulação numérica, a deformação elástica-plástica da chapa durante o processo de conformação pode ser calculada, os defeitos de conformação podem ser previstos com precisão, um processo de conformação otimizado ou estrutura de matriz pode ser obtido e a qualidade de conformação pode ser finalmente melhorou.

Tomando como exemplo uma chapa de reforço de viga longitudinal frontal de um automóvel, simula-se o processo de estampagem da matriz progressiva, prevendo-se os problemas como a deformação da correia transportadora e o desdobramento impreciso do blank que podem ocorrer na produção , e a esteira de material formada pela estampagem progressiva é otimizada. . A simulação numérica de elementos finitos de processo completo da estampagem de 13 estações de um assento de montagem de automóvel de chapa de aço de alta resistência é realizada. Ao corrigir a forma do blank e do casco convexo, o problema de rachaduras fáceis durante o estiramento para frente e para trás é resolvido e a qualidade da conformação é melhorada. . Mas até agora, não há nenhum relatório de pesquisa sobre previsão de defeitos e controle de qualidade em todo o processo de estampagem progressiva multi-estação. Neste trabalho, uma determinada estrutura de trilho-guia de porta de automóvel é tomada como objeto de pesquisa, e a modelagem por elementos finitos de seu processo de estampagem progressiva multiestação e descarga elástica é realizada utilizando o software Dynaform, e os possíveis transportadores que podem aparecer no processo de conformação são completamente previstos através de simulação numérica. Defeitos de conformação como distorção, trincas de estampagem profundas, trincas de flange e retorno elástico são efetivamente controlados de acordo com as causas.

Modelagem de Elementos Finitos e Simulação Numérica

O diagrama esquemático das partes estruturais de um trilho de guia de porta de carro é mostrado na Figura 2:

O material é chapa galvanizada DX53D com espessura de 1,2 mm. A estrutura do trilho guia é usada para o levantador de vidro elétrico do carro. O perfil curvo da peça deve ser consistente com a curvatura do vidro da porta, e as ranhuras, baioneta e outras características locais coincidem com outras peças. Estas peças devem garantir uma boa qualidade de conformação e precisão dimensional. Através da análise do processo das peças estruturais do trilho guia, é finalmente determinado o esquema do processo de estampagem de 13 estações, transportadores de dupla face, layout de duas fileiras e estampagem simultânea das peças esquerda e direita. O design do layout é mostrado na Figura 3:

Estabelecimento de Finiciar Eelemento Mesh Model

De acordo com o processo de estampagem e conformação da estrutura do trilho guia, a simulação numérica de elementos finitos é realizada para os processos envolvidos de dobramento profundo, corte de segmento, modelagem, flangeamento, puncionamento, corte e corte. O corte ou puncionamento segmentado é construído em um modelo, e o processo de simulação específico do processo de estampagem progressiva é estampagem profunda por dobramento por prensagem → corte → moldagem, flangeamento → corte e corte. Como o processo de desbaste apenas remove o material ao longo da linha de recorte sem o processo de simulação, não é necessário estabelecer um modelo de malha da ferramenta de puncionamento. e 4(b):

Numérico Simitação Pprocesso UMAnd Qrealidade Ccontrolar

De acordo com o processo de simulação de estampagem e conformação de peças estruturais de trilho-guia e o modelo de elementos finitos estabelecido, a simulação numérica é realizada, os defeitos de conformação que afetam a qualidade do produto no processo de estampagem são previstos e o controle de qualidade é estudado.

• Controle de Fratura de Desenho Profundo

Ao usar o modelo de elemento finito mostrado na Fig. 4(a) para realizar a simulação de desenho profundo de flexão, ocorreram trincas graves na posição do filete no meio da peça em forma de caixa, conforme mostrado na Fig. 5:

Após a análise, o fenômeno de fissuração grave é principalmente devido à restrição mútua do fluxo do material na área central para as ranhuras em ambas as extremidades durante a formação, e a tensão de tração é muito aumentada, resultando na tensão na posição central do filete atingindo rapidamente o ponto limite e causando rachaduras. Portanto, três furos de processo longos são perfurados na posição intermediária do blank em relação à área da rachadura de estampagem profunda (considerando a estrutura do punção, a largura é de 6 mm) para melhorar a conformabilidade da estampagem profunda e, ao mesmo tempo, os parâmetros de o filete muito pequeno na rachadura de desenho é selecionado. Modificação passo a passo na forma de cantos arredondados de transição, conforme mostrado na Figura 6：

• Controle de Distorção da Portadora

A transportadora desempenha um papel vital no processo de estampagem progressiva de várias estações. Uma vez que o suporte é deformado, a precisão de alimentação da tira não pode ser garantida, o que afeta seriamente a qualidade da estampagem. No entanto, durante o desenho profundo de flexão, o suporte apresenta defeitos de distorção (como mostrado na Figura 7):

Os resultados da simulação mostrados mostram que a distorção do transportador é bem controlada, quase não ocorre arqueamento durante o processo de estampagem, não vai além do bloco guia devido à distorção, e o contato entre a lateral da tira e o bloco guia é bastante melhorado . A melhoria garante a suavidade e precisão da alimentação.

• Controle de Ruptura do Flange

Usando o modelo mostrado na Figura 4(b) para realizar uma simulação numérica de conformação de flanges, durante o processo de flangeamento, uma extremidade da peça trincou, conforme mostrado na Figura 9:

Para evitar a ocorrência deste fenômeno de fissuração, otimizando a linha de flangeamento e desbaste, os cantos arredondados do punção que são muito pequenos são corrigidos para aumentar a área esticada e evitar a concentração excessiva de tensão de tração. Os cantos arredondados são mostrados na Figura 10(c), usando uma transição de cantos arredondados de 3mm→2mm. Os resultados melhorados da simulação de formação de flanges são mostrados na Figura 11, indicando que o problema de ruptura de flanges foi efetivamente resolvido.

• Controle de Rebote

Springback é um fenômeno inevitável na conformação de chapas metálicas. Quando o retorno elástico da peça de estampagem excede a faixa permitida, é necessário tomar medidas correspondentes para controlá-lo, caso contrário, a precisão geométrica das peças será difícil de atender aos requisitos. Portanto, no projeto do processo de estampagem progressiva das peças estruturais do trilho guia, o processo de modelagem é selecionado para controlar a precisão dimensional das peças com requisitos de alta precisão e grande retorno elástico. Faça previsões precisas. O modelo de análise do springback da peça de trabalho é estabelecido com base na simulação de conformação de chapas metálicas, e a análise do springback é realizada pelo método de análise implícita de várias etapas. Os resultados da simulação são mostrados na Figura 12:

A partir de 12, pode-se ver que a peça de trabalho está em um certo estado de torção após o rebote do corte e o descarregamento. O rebote nas posições A, B, C, D e E é relativamente grande e os requisitos de precisão são altos. A estrutura de matriz embutida é selecionada para ser usada. A modelagem e a modelagem podem ser realizadas por meio de correção de pressão, compensação de perfil de inserção de molde, etc. . As peças de modelagem específicas e o blank após o corte segmentar são mostrados na Figura 13:

Finalmente, o processo de estampagem progressiva multiestação da estrutura do trilho guia é remodelado. A partir dos resultados da simulação mostrados na Fig. 14, pode-se observar que os resultados ideais da simulação de conformação são obtidos através da adoção de medidas de controle de qualidade.

Resultados do teste

O progressivo estampagem formando A tira de material e as partes estruturais do trilho guia de vidro das portas esquerda e direita da porta do automóvel obtidas pelo teste são mostradas na Figura 15:

Pode ser visto na Figura 15(b) que a estrutura do trilho de guia formado tem boa qualidade de conformação, sem rugas, rachaduras, arranhões, entalhes e outros defeitos, e a superfície da peça de trabalho é lisa. A matriz progressiva foi colocada em produção real, a alimentação é suave, a operação é estável e confiável, a precisão dimensional do produto atende aos requisitos e a eficiência da produção é alta, atingindo 36 peças/min, que podem atender aos requisitos de produção automatizada em grande escala.

Cinclusãos

Por meio de simulação numérica, estuda-se o método de controle de qualidade de estampagem progressiva multiestação de peças estruturais de trilho-guia, são previstos vários defeitos que podem ocorrer no processo de conformação e propostas soluções ou medidas de controle correspondentes. conclusão como abaixo:

• A distorção do transportador pode ser controlada de forma eficaz definindo uma estrutura de restrição ou aumentando a força de restrição na área severamente deformada.
• Se houver uma grande área na parte inferior da peça de estampagem profunda que precisa ser removida, um furo de processo pode ser definido nesta área e o corte é executado após a conformação de estampagem profunda, o que pode efetivamente melhorar a estampagem profunda propriedade do material e evitar a ocorrência de trincas.
• Durante a estampagem profunda, a correção adequada dos parâmetros locais do filete do molde pode resolver a rachadura, garantindo o uso de uma grande força de suporte do blank para evitar defeitos de enrugamento.
• Para flangeamento de alongamento, a área de contato do filete de punção é submetida à concentração de tensão de tração, que é propensa à ruptura. Ao aumentar o filete de contato do punção e otimizar a forma do blank antes do flangeamento, o flangeamento pode ser efetivamente evitado. o surgimento do fenômeno.
• Com base nos resultados da simulação numérica do retorno elástico da peça de trabalho, para as peças com grande retorno elástico após o ajuste do retorno elástico após o descarregamento, o projeto do corte segmentado antes da modelagem deve ser propício à liberação de tensão interna.

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