金属板材弯曲成形控制方法技术

一种金属板材弯曲成形控制方法，包括如下步骤：(1)建立材料参数、成形角度、回弹量、上模下压量之间的关系数据库，(2)冲裁下料、反求材料参数，(3)对比所述关系数据库中的材料参数和反求得到的所述被加工的金属板材的材料参数，(4)弯曲成形操作。

【技术实现步骤摘要】

本方法涉及金属板材加工技术，具体的说是一种提高金属板材弯曲成形精度的方法。
技术介绍
弯曲成形是工业生产中重要的钣金件生产方法之一。在钣金构件的生产加工过程中，由于金属材料本身的弹性变形回复，会导致钣金件的角度变大。而且不同厂商、不同规格的原材料在性能上波动很大，致使材料弯曲变形后的回弹量不同，容易造成结构件的成形精度不稳定。因此在成型加工时，有效地避免回弹，提高成形精度显得十分重要。对此，专利文献1中，通过设计一种新的V形件弯曲模来减小回弹，提高冲压件的成形精度，但这种方法有较大的局限性，它只能应对一种成形角度的弯曲加工，并且成形件尺寸固定。如果成形件的成形角度发生变化，或者成形件的尺寸加大时，该模具就无法使用，需要重新加工一套对应角度和尺寸的模具。由此导致生产周期过长，成本太高。专利文献2中，一种可调节弯曲回弹量且可进行角度补偿的V形90°自承位弯曲回弹角度可调节模具，它包括有凸模和凹模，所述的凸模包括有上模座，上模座两端连接有可调节凸模下端冲压角度的调节角边板，所述调节角边板通过弯曲半径轴联接；所述凹模包括下模座，下模座上端铰接有左右自承重板。该专利虽然可以对成型的角度进行调节补偿，但是角度的调节过程也需要反复进行弯曲实验，测试成形角度，估算出回弹量，然后调节模具角度进行补偿。该方法需要的人工操作过多，无法实现自动化控制。另外这种方法使用的模具较为复杂，使用时间久了，模具会变形，同时如果要弯曲大型弯曲件，就需要较大的模具，该种设计的模具的刚度就很难保证，成形过程中模具本身难免发生挠曲或变形，影响成型质量。专利文献专利文献1：CN203140585U专利文献2：CN201020102617因此，本专利技术不直接控制回弹量大小，而是基于材料本身特性不同导致弯曲回弹量不同的原理，通过CAE仿真技术模拟弯曲过程得到金属板材的回弹量与弯曲角度、材料性能、板材厚度的之间关系数据库。在实际弯曲前就可以知道材料的回弹量，并提前进行补偿，
使弯曲件一次成型就能满足精度要求。可以实现对成形角度的自动控制，无需人工测量调整磨具。自动化程度高、成形精度高。本方法可以应对不同材料性能，不同板厚，不同成形角度的成形需求，都能加工出符合精度要求的产品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种金属板材弯曲成形控制方法，利用该方法可实现对板材弯曲角度的高精度控制。本专利技术提供一种金属板材弯曲成形控制方法，包括如下步骤：(1)建立材料参数、成形角度、回弹量、上模下压量之间的关系数据库，包括根据弯曲成形所用的模具的结构参数，建立弯曲成形的有限元仿真模型，在所述弯曲成形的有限元仿真模型中输入所述用于模拟的金属板材的材料参数，对所述用于模拟的金属板材的所述弯曲成形的过程进行模拟从而得出对应成形角度的模拟回弹量的大小，所述模拟回弹量作为添加至所述关系数据库中的回弹量，在测得不同金属板材的材料参数之后，基于所得到的所述弯曲成形的有限元仿真模型对所述不同金属板材的所述弯曲成形的过程分别进行模拟，针对所述不同金属板材的每一金属板材建立材料参数、成形角度、回弹量、所述模具的上模下压量之间的所述关系数据库；(2)冲裁下料、反求材料参数，包括对被加工的金属板材进行冲裁加工，从而得到坯料，测量得到所述被加工的金属板材在冲裁实验中的实验载荷-行程曲线，利用反求板材的实际物理参数的方法建立有限元仿真模型，进行冲裁模拟，迭代反求所述被加工的金属板材的材料参数；(3)对比所述关系数据库中的材料参数和反求得到的所述被加工的金属板材的材料参数，包括对比所述关系数据库中的材料参数和所述被加工的金属板材的材料参数，若在所述关系数据库中存在与所述被加工的金属板材的材料参数之间的误差小于第二阈值的参考材料参数，则执行弯曲成形操作，若在所述关系数据库中不存在与所述被加工的金属板材的材料参数之间的误差小于第二阈值的参考材料参数，则利用所述反求得到的所述被加工的金属板材的材料参数进行与建立所述关系数据库的步骤中相同的弯曲成形过程的模拟，将模拟得到的所述
被加工的金属板材的材料参数、成形角度、回弹量、上模下压量之间的关系添加至所述关系数据库，所述反求得到的所述被加工的金属板材的材料参数是所述关系数据库中的所述被加工的金属板材的参考材料参数，然后执行弯曲成形操作；(4)弯曲成形操作，包括输入弯曲角度，根据参考材料参数对应的成形角度与实施弯曲成形操作的弯曲成形机的所述模具的上模下压量的关系式，计算出所需的上模下压量，并将所述所需的上模下压量发送给所述弯曲成形机，以控制所述弯曲成形机对所述坯料进行弯曲成形。利用上述方法，本专利技术不直接控制回弹量大小，而是基于材料本身特性不同导致弯曲回弹量不同的原理，通过CAE仿真技术模拟弯曲过程得到金属板材的回弹量与弯曲角度、材料性能、板材厚度的之间关系数据库。在实际弯曲前就可以知道材料的回弹量，并提前进行补偿，使弯曲件一次成型就能满足精度要求。可以实现对成形角度的自动控制，无需人工测量调整磨具。自动化程度高、成形精度高。本方法可以应对不同材料性能，不同板厚，不同成形角度的成形需求，都能加工出符合精度要求的产品。本专利技术提供一种金属板材弯曲成形控制方法，弯曲成形所用的所述模具的所述结构参数包括所述模具的上模圆角半径、下模开口。将模具的上模圆角半径、下模开口作为模具的结构参数来建立弯曲成形的有限元仿真模型，能够用较少的参数得到高度仿真实际弯曲成形条件的有限元仿真模型，提高建立有限元仿真模型的效率。本专利技术提供一种金属板材弯曲成形控制方法，在建立弯曲成形有限元模型时，进行所述弯曲试验从而得到所述用于模拟的金属板材的实际回弹量的大小，并计算所述实际回弹量的大小和所述模拟回弹量的大小之间的差值，若所述差值超过第一阈值，则对所述有限元仿真模型的网格尺寸大小进行细化，再次进行模拟，直到所述差值小于所述第一阈值。利用上述方法，CAE仿真技术模拟弯曲过程的精度可以达到98％，，并且预测值约等于实际值。从而进一步保证了弯曲件一次成型就能满足精度要求。可以实现对成形角度的自动控制，无需人工测量调整磨具。自动化程度更高、成形精度更高。本专利技术提供一种金属板材弯曲成形控制方法，在建立材料参数、成形角度、回弹量、上模下压量之间关系数据库时，所用的所述材料参数是材料检测时的拉伸试验测得的材料的性能参数和流动应力曲线。利用流动应力曲线作为材料参数进行弯曲成形有限元模拟可以获得较高的模拟精度
和效率。本专利技术提供一种金属板材弯曲成形控制方法，所述第一阈值为2％。本专利技术提供一种金属板材弯曲成形控制方法，对所述弯曲成形的过程进行模拟，记录下不同弯曲角度θ′和下压量ΔH之间的关系，然后再利用所述有限元仿真模型预测出不同弯曲角度θ′所对应的回弹量Δθ的大小，由此得到不同弯曲角度θ′与回弹量Δθ之间的关系，根据成形角度θ、弯曲角度θ′和回弹量Δθ之间的关系θ＝θ′+Δθ，得到成形角度θ与下压量ΔH之间的关系。本专利技术提供一种金属板材弯曲成形控制方法，所述第二阈值为1％。本专利技术提供一种金属板材弯曲成形控制方法，若在所述关系数据库中不存在与所述被加工的金属板材的材料参数之间的误差小于所述第二阈值的所述参考材料参数，则将所述反求得到的所述被加工的金属板材的材料参数输入至所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属板材弯曲成形控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)建立材料参数、成形角度、回弹量、上模下压量之间的关系数据库，包括根据弯曲成形所用的模具的结构参数，建立弯曲成形的有限元仿真模型，在所述弯曲成形的有限元仿真模型中输入所述用于模拟的金属板材的材料参数，对所述用于模拟的金属板材的所述弯曲成形的过程进行模拟从而得出对应成形角度的模拟回弹量的大小，所述模拟回弹量作为添加至所述关系数据库中的回弹量，在测得不同金属板材的材料参数之后，基于所得到的所述弯曲成形的有限元仿真模型对所述不同金属板材的所述弯曲成形的过程分别进行模拟，针对所述不同金属板材的每一金属板材建立材料参数、成形角度、回弹量、所述模具的上模下压量之间的所述关系数据库；(2)冲裁下料、反求材料参数，包括对被加工的金属板材进行冲裁加工，从而得到坯料，测量得到所述被加工的金属板材在冲裁实验中的实验载荷‑行程曲线，利用反求板材的实际物理参数的方法建立有限元仿真模型，进行冲裁模拟，迭代反求所述被加工的金属板材的材料参数；(3)对比所述关系数据库中的材料参数和反求得到的所述被加工的金属板材的材料参数，包括对比所述关系数据库中的材料参数和所述被加工的金属板材的材料参数，若在所述关系数据库中存在与所述被加工的金属板材的材料参数之间的误差小于第二阈值的参考材料参数，则执行弯曲成形操作，若在所述关系数据库中不存在与所述被加工的金属板材的材料参数之间的误差小于第二阈值的参考材料参数，则利用所述反求得到的所述被加工的金属板材的材料参数进行与建立所述关系数据库的步骤中相同的弯曲成形过程的模拟，将模拟得到的所述被加工的金属板材的材料参数、成形角度、回弹量、上模下压量之间的关系添加至所述关系数据库，所述反求得到的所述被加工的金属板材的材料参数是所述关系数据库中的所述被加工的金属板材的参考材料参数，然后执行弯曲成形操作；(4)弯曲成形操作，包括输入弯曲角度，根据参考材料参数对应的成形角度与实施弯曲成形操作的弯曲成形机的所述模具的上模下压量的关系式，计算出所需的上模下压量，并将所述所需的上模下压量发送给所述弯曲成形机，以控制所述弯曲成形机对所述坯料进行弯曲成形。...

【技术特征摘要】
1.一种金属板材弯曲成形控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)建立材料参数、成形角度、回弹量、上模下压量之间的关系数据库，包括根据弯曲成形所用的模具的结构参数，建立弯曲成形的有限元仿真模型，在所述弯曲成形的有限元仿真模型中输入所述用于模拟的金属板材的材料参数，对所述用于模拟的金属板材的所述弯曲成形的过程进行模拟从而得出对应成形角度的模拟回弹量的大小，所述模拟回弹量作为添加至所述关系数据库中的回弹量，在测得不同金属板材的材料参数之后，基于所得到的所述弯曲成形的有限元仿真模型对所述不同金属板材的所述弯曲成形的过程分别进行模拟，针对所述不同金属板材的每一金属板材建立材料参数、成形角度、回弹量、所述模具的上模下压量之间的所述关系数据库；(2)冲裁下料、反求材料参数，包括对被加工的金属板材进行冲裁加工，从而得到坯料，测量得到所述被加工的金属板材在冲裁实验中的实验载荷-行程曲线，利用反求板材的实际物理参数的方法建立有限元仿真模型，进行冲裁模拟，迭代反求所述被加工的金属板材的材料参数；(3)对比所述关系数据库中的材料参数和反求得到的所述被加工的金属板材的材料参数，包括对比所述关系数据库中的材料参数和所述被加工的金属板材的材料参数，若在所述关系数据库中存在与所述被加工的金属板材的材料参数之间的误差小于第二阈值的参考材料参数，则执行弯曲成形操作，若在所述关系数据库中不存在与所述被加工的金属板材的材料参数之间的误差小于第二阈值的参考材料参数，则利用所述反求得到的所述被加工的金属板材的材料参数进行与建立所述关系数据库的步骤中相同的弯曲成形过程的模拟，将模拟得到的所述被加工的金属板材的材料参数、成形角度、回弹量、上模下压量之间的关系添加至所述关系数据库，所述反求得到的所述被加工的金属板材的材料参数是所述关系数据库中的所述被加工的金属板材的参考材料参数，然后执行弯曲成形操作；(4)弯曲成形操作，包括输入弯曲角度，根据参考材料参数对应的成形角度与实施弯曲成形操作的弯曲成形机的所述模
\t具的上模下压量的关系式，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵幸锋，田中秀明，赵震，庄新村，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP