精確計算沖壓件回彈量的方法

沖壓加工的一大課題，便是“回彈”預測的困難性。
回彈會大幅降低產品精度，并導致需要追加加工或廢品增加，從而引起制造成本增高及生產效率下降。
在此，我們將結合回彈的技術信息，為您詳細介紹通過“VL 系列”實現的解決方法。
我們將結合具體案例，為您解說旨在解決回彈問題的新技術。

■何謂回彈

沖壓加工時，對金屬材料施加載荷，材料會發生變形。
變形分為兩種：一種是去除載荷后恢復原狀的彈性變形，另一種是無法恢復原狀的塑性變形。
載荷被去除時，金屬會部分恢復至原來形狀的現象，被稱為“回彈”。
“回彈”的發生，是材料特性（彈性模量、屈服應力、硬化指數等）、加工條件（彎曲角度、彎曲半徑、板厚等）等諸多因素復雜交織的結果。
加工后發生意外回彈的零件，會因其變形而無法達到設計的形狀。

■回彈對策的重要性

因此，以“沖壓加工時會發生回彈”為前提，對其進行預測并反饋至模具設計中，這一點至關重要。
具體而言，包括在開發階段進行成型模擬并采取對策等。
如開頭所述，回彈對尺寸精度有很大影響，因此其對策是重要性很高的內容。

近年來，以汽車行業為中心，比以往鋼板更薄卻更堅固的高強度鋼（高張力鋼材）的應用場景日益增多。
高強度鋼是抗拉強度很高的鋼材，有望實現輕量化和強度提升，但另一方面，其回彈量也比以往更大。

■接觸式測量儀器測量方法的課題

使用游標卡尺或三坐標測量儀進行的是點測量，因此難以測量形狀復雜的沖壓件上物理接觸困難的部位。
此外，雖然接觸點的精度很高，但要計算回彈量這種與“應有形狀”的差異，只能說并不適合。

■通過高精度三維掃描測量儀“VL 系列”解決的案例

?與三維CAD數據的比較

使用VL 系列，通過將三維CAD數據與沖壓件進行比較，可以用色譜圖將與CAD的差異可視化。
能夠立刻鎖定因回彈導致實物形狀偏離設計值的部位。
當然也可以進行數值評估，從而掌握需要修正的程度。

?通過截面測量與三維CAD數據進行比較

將與三維CAD數據的差異可視化后，還可以進行更深入的分析。
可以在數據上對沖壓件進行切割，測量CAD與實物之間的角度差異。
從下圖中可以看出，實物（藍色）的角度比CAD的設計值（黃色）張開了0.2°。

將此結果反饋至模具設計，可以大幅縮減以往耗費工時的反復試驗周期，并能節約所用材料費，從而削減成本。

■“VL 系列”可解決的其他沖壓成型難題

?板厚減薄的管理

對于沖壓件而言，板厚是左右品質的重要因素。
這是因為如果板厚減薄過度，強度和耐久性會下降，成為破損的原因。
VL 系列可采集正面和背面360°多方位的數據，并通過色譜圖將整體的厚度分布可視化。
即使因材料變化等原因導致板厚突然改變，也能立刻發現。

?模具磨損管理

使用VL 系列，可以對持續使用而磨損的模具進行定量管理。
通過將持續使用的模具與CAD數據或初始模具數據進行比較，可以適時地掌握模具的更換和維修時機。
無需再擔心因過早更換造成的損失，或因使用磨損模具生產不良品而導致一次通過率下降等問題。

?制作新模具時的逆向工程

想要制作新模具，但模具太舊沒有圖紙……
在這種時候，VL 系列也能大顯身手。
將現有實物數據化，一鍵轉換為三維CAD數據。
基于該數據可以設計新模具，從而大幅縮短設計周期。

也可以基于想要制作的樣品來設計模具，因此即使沒有CAD，也能迅速響應“想制作這樣的東西！”的需求。

■總結

回彈量的計算： 通過與CAD比較并查看截面，可以測量角度的差異。
板厚減薄管理： 通過360°多方位掃描將厚度作為分布來掌握，可以在發生缺陷前發現問題。
模具磨損管理： 可按模具的沖壓次數進行比較，不會錯過修正時機。
新模具的制作： 通過逆向工程，即使是沒有圖紙的模具也能作為設計數據進行復原。

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