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冷間成形のための新技術の開発と応用

1.有限要素解析とコンピューターシミュレーション

冷間成形のコンピュータシミュレーションと有限要素解析は理論研究のホットスポットであり、多くの論文と研究結果が国内外で発表されています。実際の生産問題に対してコンピュータシミュレーションを実行し、特定の問題を解決する方法は、研究の目標であり、検査結果の基礎となるはずです。実際の問題に応じて、内径ゼロのダブルヘミング、ワイドプレートの鞄波欠陥解析、事前打ち抜き穴の歪みのシミュレーション研究を行い、関連する実験検証を行いました。

1.内径がゼロのダブルフォールディングシミュレーション

冷間成形部品では、二重折りが一般的な形式です。二重折りの設計では、プレート幅の計算を解決し、合理的な成形プロセスステップを決定することが重要な問題です。有限要素シミュレーションにMSCMarcを使用して得られた結論は次のとおりです。

(1)変形帯の等価ひずみ解析により、変形過程でシートをさらに曲げると、中性層が中心層から外れ、曲げの内側に移動することが確認されました。シミュレーションにより、特定のオフセットプロセスと値が得られます。

(2)変形前後のユニットを比較すると、曲げ時に外周ユニットが収縮し、内周ユニットが伸び、曲げ中央の板厚が増加し、材料が流動することがわかります。 。

(3)応力とひずみの解析により、曲げ部の変形は平面ひずみの特性に比較的近いことがわかり、板金の曲げは平面ひずみの問題に単純化できると判断されました。

(4)曲げ応力集中の解析により、曲げ外周に引張応力集中が大きく、曲げ内部に圧縮応力集中が大きく、曲げ領域間に遷移帯があることが判明した。および非曲げ領域(またはより小さな曲げ領域)。より大きなせん断応力集中。

2.幅広シートの成形における欠陥の分析

ポケット波の発生は、幅広のプレートを形成する際の一般的な問題です。キャリッジパネル、プロファイルパネル、幅広のローリングドアなどのセクションを冷間曲げる過程で、ポケット波の欠陥が発生することがよくあります。

実験では、板厚やロール形状の違いに応じて18種類の実験を行い、発生メカニズムと実験結果から、鞄波、端波、縦波の3種類の明らかな欠陥を解析・検討した。そして、欠陥を排除するための対応する対策を提案します。主な結論は次のとおりです。

(1)バッグ波の発生は、主に曲げ加工中のプレートの線引き現象の発生によるものであり、曲げ部に横引張応力と横ひずみが発生します。シート材変形のポアソン関係によれば、縦方向に収縮変形が発生し、縦収縮部が中央部の非収縮部に圧力をかけ、シート材中央部が安定性を失い、鞄波が発生します。バッグの波は主に弾性変形です。

(2)鞄の波が出たら、適切にパスを追加することができます。断面エッジの幅はポケット波に一定の影響を与え、薄いプレートは厚いプレートよりもポケット波になりやすいです。シートに張力をかけることで、バッグの波を遅くすることができます。

(3)エッジ波の生成は、2つの効果の組み合わせです。1つ目はバッグウェーブの生成と同じです。2つ目は、セクションのエッジにある材料が最初に外力の作用下で引き伸ばされてせん断され、次に圧縮とせん断によって塑性変形が発生し、エッジ波が発生することです。これらの2つの効果は互いに重なり合い、横波を引き起こします。エッジ波は各パスで発生する可能性があり、前のパスはエッジ波の外観により大きな影響を与えます。薄いプレートは厚いプレートよりもエッジ波が発生しやすく、幅の広いエッジは狭いエッジよりもエッジ波が発生しやすくなります。

3.事前に打ち抜かれた穴の歪みに関するシミュレーション研究

冷間成形製品の開発の方向性の1つは、さまざまなアプリケーションのニーズに継続的に対応し、製品の複数の機能を実現することです。電気制御キャビネットのカラムプロファイル、シェルフプロファイルなどは、成形前に事前にパンチする必要があります。穴のピッチと形状は高くする必要があり、曲げ加工中に大きな変形が許されないため、事前に打ち抜かれた穴の形状の歪みのシミュレーション研究と制御手段が非常に重要です。

プレパンチシートを例にとると、プレパンチシートの冷間曲げ過程における穴形状歪みを制御する新しい方法が野外実験によって得られ、穴形状歪みのメカニズムが分析され、実験結果は次のようになります。要約。同時に、コンピュータシミュレーションソフトウェアを使用して機械加工プロセスをシミュレートし、フィールド実験の結果をコンピュータシミュレーションの結果と比較しました。

プロセス図に従って、シミュレーション結果を示し、材料の断面の変形度を雲図と曲線で表示します。これは、圧延プロセス中の変形則をさらに理解するための基礎となります。

さまざまなダイのシミュレーション結果を比較することで、材料の事前にパンチされた領域の応力とひずみに対するさまざまなダイの影響が議論され、実験に適した最適なモデルスキームが得られました。

加工されたシート材料の断面の応力およびひずみ条件の分析を通じて、穴形状の歪み欠陥の主な理由が見つかります:シート材料の穴形状の歪みの理由は次のとおりです:パンチングのエッジ成形プロセス中に材料の領域が表示されます応力が大きく増加すると、機械加工プロセス中にパンチング領域の等価応力が徐々に増加し、ひずみも蓄積されます。事前に打ち抜かれた部品の成形コーナーの外側にあるプレートは、横方向の変位を生成します。これは、大きな変位ひずみを生成し、次に穴の形状の歪みを生成する、事前にパンチされた穴のエッジに現れます。ひずみの蓄積の程度が材料の強度限界を超えると、裂け目が発生します。

得られた最適なシミュレーション計画に従って、ロール形状プロセス図を修正し、フィールド実験を実施しました。実験によると、シミュレーション結果は金型設計の基礎として使用でき、穴の歪みを回避することは非常に効果的です。

2.高精度の複雑なプロファイルの生産ライン

冷間圧延成形は、特に大量生産に適しています。曲げ加工に比べ、ロール式冷間曲げの生産効率が高く、製品サイズも一定で、曲げでは製造できない複雑な断面を実現できます。私の国の自動車産業の急速な発展に伴い、高精度で複雑なプロファイルの冷間成形生産ラインに対する需要が高まっています。

車のドアや窓の場合、冷間成形が最初の重要なプロセスであることがよくあります。冷間曲げ後、いくつかの間隔を空けた点で金属のいくつかの層をシーム溶接する必要があります。したがって、生産ラインには、オンラインシーム溶接装置、追跡および切断装置なども含める必要があります。

車のドアや窓の冷間曲げ成形生産ラインでは、成形パスが多いだけでなく、高精度が要求されます。圧延機の軸方向の動きの制御とすべてのユニットの軸方向の位置決めデータの精度に焦点を当てて、圧延機の精度を制御および検査するための10を超える指標を要約して提案しました。

成形プロセスを合理的に定式化し、COPRAソフトウェアを使用したシミュレーションを通じて最適な成形ステップを決定します。CAD / CAMテクノロジーを使用して高精度ロールを製造することで、多数の高精度の複雑なプロファイルが正常にロールされました。

ドイツのdataM社のCOPRAソフトウェアは、冷間成形成形設計用のプロフェッショナルソフトウェアであり、国際的に最も広く使用されています。国内業界の大手企業は、新製品を開発する手段としてそれを使用しています。このソフトウェアを適用することにより、何百もの冷間成形製品の設計と製造に成功しました。

3.冷間成形プロファイルのオンライン曲げ

多くのプロファイルでは、長さ方向に2次元の円弧が必要であり、断面が形成された後のオンライン曲げがより適切な方法です。以前は、一般的に使用されていた方法は、プレスで金型を曲げることでした。金型は繰り返し調整する必要があります。材料の特性が変化する場合、金型を頻繁に変更する必要があります。プレス曲げでは、曲げ加工中のしわなどの欠陥を避けるために、特定のツーリングコアを1つずつ取り付ける必要があります。これらの内部コアは完成後に取り外されるため、多くの作業、低効率、安全性の低下が必要になります。

オンライン曲げでは、冷間成形プロファイルの出口にオンライン曲げ装置のセットを取り付けて、プロファイルを必要な円弧サイズに到達させるだけで済みます。デバイスは、さまざまな材料特性と材料の反発の影響を解決するように調整できます。2次元の円弧であれば、水平面でも垂直面でもオンラインで曲げることができます。

理論的には、3点が円弧を決定します。しかし、より良い曲げ品質を得るためには、実験を通じて、成形軌道は特定の変形軌道曲線によって決定されるべきであると私たちは信じています。

曲線円軌道の特定の変形曲線は、次の式で決定する必要があります。ρ=ρ0+αθ

または方程式から:

x = a(cosΦ+ΦsinΦ)
y = a(sinΦ-ΦcosΦ)
決定。

第四に、高精度ロールを製造するためのCAD / CAM統合技術

私たちの長年の科学研究の成果を生産性に変換し、国内外のユーザーに高品質の技術サービスと技術サポートを提供するために、RlollForming Machinery Co.、Ltd。が上海に設立されました。CAD / CAM統合技術を採用し、国内外のお客様に幅広いサービスを提供します。Lijuは複数のCNC工作機械と処理装置の完全なセットを備えており、高精度ロールやオンライン曲げおよびその他の関連装置のさまざまな仕様をユーザーに提供することに成功しています。

上海工業基地と長江デルタの利点を利用して、高品質で高品質の人材を集めて訓練するために国内外の広範な協力が行われ、科学的な近代的な管理が顧客に高品質の製品と技術を提供することができますサービス。Lijuはこれを、私の国の冷間成形産業とともに発展し発展することを目標としています。


投稿時間:2021年4月25日