[01711842]基于迭代式回弹补偿的多弧度特形折弯模具制造技术及应用

一、项目背景回弹是折弯加工中最常见的现象，也是折弯工艺的技术难点，回弹的存在造成了零件成型精度低，增加了反复试模、修模、上刀片行程调整等工作量和折弯后的矫正整形工作量。在加工特形模具的过程中，由于成型工件形状特殊，对回弹的修正问题就更加复杂。克服回弹对折弯加工造成的不利影响，提高折弯精度和加工效率是行业内的重要研究方向。 二、项目主要技术内容为解决这一长期困扰折弯领域的技术难题，利用三维仿真技术，运用Dynaform有限元分析软件结合数值仿真模拟方式，从材料的力学特性、折弯力、折弯相对弯曲半径、折弯角、折弯零件形状、模具尺寸等多个方面开展折弯回弹预测及其动态补偿技术的计算机模拟分析。从折弯模具、工作台补偿、折弯工艺等多个角度，研发出了高精度回弹补偿数值仿真特形折弯模具制造技术，利用该技术生产的各类高精度特形模具能够完美消除板料折弯过程中产生的不利影响，折弯精度达到±0.01mm数量级，实现了高精度高效表面无划痕的完美折弯。 (1)迭代式算法数值仿真计算技术。利用Dynaform有限元分析软件对折弯成形过程进行仿真分析和回弹预测，通过迭代算法计算，根据回弹预测结果分别进行两次回弹补偿。最后将回弹补偿得到的模具型面应用于折弯模具设计。 (2)特形加工折弯成型技术。由上、下直接施压的折弯工艺模式改为侧向施压的折弯工艺模式，在折弯成形的工作原理上有别于常规折弯方式。侧向施压折弯为折弯操作增加了施力空间与角度，增加的作业面可满足模具进行复杂运动的需要，在特形加工过程中，可以有效提高加工精度与效率。 (3)内侧折边模具结构技术。将板料的折边动作在模体内部完成，外侧长边部分由模体的分离结构被水平放置，并通过浮动压板压紧。内侧折边模具结构技术可以实现多角度的柔性折弯以及折弯件的整体精度提升，该技术适用于加工特形工件。由于折边动作在模具内部进行，可以有效控制材料在折弯过程中的回弹。 (4)增强型磁控阴极弧PVD涂层技术。采用全新的PVD涂层技术，有效减少了模具表面的颗粒，降低表面摩擦系数，采用本涂层技术处理的模具，硬度可达3500-4500HV，有良好的抗氧化性、耐腐蚀性，耐磨和抗冲击性能良好，寿命较以往提升1倍以上。 三、授权专利情况该项目共获得发明专利4项、实用新型专利1项。 四、技术经济指标该技术研发的高精度多弧度圆面折弯模具、特殊R性板材专用折弯模具、特殊Z型工件折弯模具、U型折弯模具等系列高精度特形模具产品具有精度高、制件无变形、表面无划痕的显著特点，使用该技术生产的模具系列产品，折弯长度Lmax=5000mm；折弯工件厚度Hmax=8mm；折弯速度30-100mm/s；开口度Tmax=500mm；压边力Pmax=100吨；定位精度±0.10mm，打破了国外在折弯该技术方面的垄断。 五、应用推广及效益情况该项目开发的系列模具产品及其生产工艺可广泛的使用在如电气、机械、汽车、船舶、轻工等多个领域尤其加工复杂工件制造商和折弯机床制造企业。已在多个企业开展了试点应用，经用户反馈使用效果好，市场认可度高，已占有一定的市场份额，累计创造直接和间接效益1亿元以上，对推动中国折弯技术的进步发挥了积极的作用。