7.5.4 回弹补偿分析
图7.11为不同横向型面过渡方式下模拟件回弹后的误差分布云图（z向）。可知，按行型面过渡方式时模拟件的成形精度最高，整体型面过渡方式时的次之，按列型面过渡方式时的最差。虽然按行型面过渡方式时模拟件的成形精度最高，但其最大误差超过了5mm，因此需要将回弹补偿技术或模具型面修正方法引入该工艺以确保其满足精度要求。下面以整体型面过渡方式为例，研究模具型面修正方法对成形精度的影响。
图7.9 不同横向型面过渡方式时模拟件的Mises应力分布云图
图7.10 不同横向型面过渡方式下模拟件回弹后的残余应力分布云图
图7.11 不同横向型面过渡方式下模拟件回弹后的误差分布云图（z向）
DA法［158］即位移调整方法，是一种常用的模具型面修正方法，将其与有限元模拟结合使用可以大大提高产品制造效率和节省制造成本。DA回弹补偿法是指首先目标型面构造有限元模型并进行板料成形，得出模拟结果与目标形状的差值，然后将该差值反向补偿给初始模具型面，循环以上步骤直至得到满足精度要求的成形件。补偿量和修正方向是影响DA法的两个重要因素，冲压成形中常用的补偿因子范围为1～2.5。目前该方法已用于接触加热设备中的模具型面设计［159］。
本节以冲头顶升方向为补偿方向，记为向，下面基于DA回弹补偿法研究回弹补偿因子对成形精度的影响。为叙述方便，图7.12给出了DA回弹补偿法的平面示意图（由过成形件对称中心所在轴的平面剖分所得），具体实施步骤如下。
（1）在考虑板料、弹性垫厚度的前提下，使用CAD软件构造多点模具的包络面；然后基于该包络面进行板料的拉伸成形及回弹过程数值模拟分析。
（2）选定误差评定标准，评定标准可以为整体误差也可为局部极值误差，可以为法向误差也可为沿某一方向的误差；依据评定标准对成形精度进行判定，若成形精度满足要求则程序终止，否则进行步骤（3）。
（3）计算回弹后模拟件节点（xi，yj）处的z向差值Δzk（xi，yj）=zobj（xi，yj）-
（xi，yj），其中zobj（xi，yj）、
（xi，yj）分别为目标曲面和模拟所得曲面在节点（xi，yj）处的z向坐标，k表示第k次补偿；对节点（xi，yj）处的z向误差进行补偿，对应节点处的补偿系数为
，补偿后的z向坐标为zcompen=
（xi，yj）+
（xi，yj）Δzk（xi，yj）。
（4）将步骤（3）中所得节点坐标导入CATIA，基于该软件中的创成式外形设计模块（GSD）和逆向工程模块（DSE）构建补偿后的曲面，然后依据此曲面构造补偿后的多点模具包络面。(https://www.daowen.com)
（5）返回至步骤（1），直至模拟件成形精度满足要求。
图7.12 DA回弹补偿法的平面示意
图7.13为模拟件成形区回弹后的法向误差分布云图，可以看出未补偿时模拟件的法向误差较大，在误差区间-1.00～1.00mm内的比例很小，精度较差；补偿后成形精度得到了很大程度的提高，说明基于DA法补偿可以显著提高成形精度。
为定量衡量补偿因数对成形精度的影响，图7.14给出了模拟件成形区回弹后法向误差在特定区间内的百分比。由图7.14（a）可知，模拟件补偿前仅有很小部分区域（6.36%）的法向误差位于-1.00～1.00mm之间，剩余区域误差均大于1.00mm，成形精度较低。补偿系数为1.0、1.1和1.2时，模拟件内法向误差在-1.00～1.00mm内的百分比分别为85.30%、89.86%和90.00%，易知当补偿系数为1.1和1.2时，零件的成形精度相对较高；在成形区边缘靠近AC线附近的法向误差较大，这是由于所选板料初始宽度大于多点模具的宽度，成形结束后模拟件的边缘对多点模具最外侧的一列冲头形成了一定的包覆作用（图7.15），进而导致AC线附近区域出现了较大的局部误差，但是由于在实际生产中成形件的边缘部位均要被切除，因此无须过度关注该区域的成形精度。通过观察图7.13（b）、（c）和图7.14（b）、（c）可知，补偿因数为1.1时模拟件的成形精度最高，这是由于当补偿因数为1.2时模拟件成形区靠近OB线的部分区域的误差大于1.00mm，而补偿因数为1.1时模拟件成形区的中间区域的法向误差均在1.00mm以内。
图7.13 模拟件成形区回弹后的法向误差分布云图
图7.14 模拟件成形区回弹后法向误差在特定区间内的百分比
图7.15 拉伸成形结束时有限元模型的光照图（1/4模型）
通过以上分析可知，使用DA补偿法进行一次模具型面修正即可显著提高模拟件的成形精度，在实际生产时可以根据对成形精度的高低进行1次或多次模具型面修正。
