在汽车、拖拉机、机车车辆制造以及化学与锅炉设备制造部门里,由中厚钢板采用弯曲方法制成的零件占有较大的比重。在实际工作中,常将厚度在 5 毫米～20 毫米的钢板称为中厚钢板,其弯曲工艺在高温下进行;当车间设备吨位不足时,甚至对于较薄的板料(3～5 ㎜)利用吨位较小的压机工作时也在高温下进行;在加工含铬等特种钢的零件时,如果在常温下加工会产生强烈的硬化、翘形及裂纹,故也在高温下进行。 板料热弯曲成形后,零件冷却至室温过程中,其冷收缩由两部分组成:料厚方向上的收缩△t 与径向收缩△R。△t 可按常规方法计入收缩率来获得,而△R 若按常规方法计算收缩量 R=kR0,则实际结果往往与该值有较大差别并可能使模具报废。 冷却过程中的不均匀冷却引起应力和变形从而导致各点的收缩量不同,这是引起收缩的内在因素。而影响冷却不均匀的原因很多,在采用同一种冷却方式的前提下,诸如零件冷却前的形状、表面质量、冷却前的温度等对弯曲件的变形产生不同程度的影响。为了得出中厚钢板弯曲件在冷却过程中所产生的收缩量,为模具修正提供合理的修模数据,有必要分析其在冷却过程中收缩的规律。 本文以理论分析及有限元数值模拟相结合的方式,对中厚钢板弯曲成形过程及冷却过程中影响收缩的主要因素进行了系统地分析,并在此基础上得出了这些因素影响收缩的规律。最后利用最小二乘法对模拟结果进行曲线拟合得出收缩量与影响因素之间的函数关系,给出了数学表达式。 为了针对相应的收缩量进行合理的模具修正,本文以钢板热弯冷却过程中有限元节点的位移矢量关系为依据推导了模具修正后其型面曲线的函数关系,根据该函数关系可方便地设计出相应的弯曲模具。 由于影响收缩的因素较多,相应的函数关系式较为繁琐,在实际生产现场应用十分不便,故将之进行编程制成软件以方便使用和参考。