本发明涉及一种调控钢板与模具摩擦系数降低冷成形回弹的方法，属于冷冲压成形技术领域。
背景技术：
随着科学技术的发展和性能要求，冷冲压成形零件所用的钢板材料在不断的发展和更新过程中。板料的冷冲压成形过程中零件通常会出现回弹现象，直接影响着产品的质量和产量，并会显著降低企业的生产效率。常规的解决办法是增加整形工序以及对模具进行重新设计，而模具设计与所使用板料的力学性能密切相关。当对板材材料进行更新换代时，由于力学性能的差异，通常需要重新对模具进行设计以降低回弹，这样不仅使生产成本增加，也造成生产效率的下降。改变钢板与模具之间的摩擦系数是解决回弹的另一种有效途径，与模具设计相比，该方法简单、经济。当对零件所用的钢板材料进行更换时，如何确定相匹配的摩擦系数以获得满足要求的回弹量是关键，过大的摩擦系数容易造成板料破裂，而摩擦系数较小则回弹较大。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一计算回弹角与摩擦系数之间的关系式，用以根据所需回弹角计算得到所需摩擦系数，进而通过调整摩擦系数以满足回弹要求。
本发明所采取的技术方案为：一种调控钢板与模具摩擦系数降低冷成形回弹的方法，包括如下步骤
s01建立回弹角δα与钢板的屈服强度、钢板的抗拉强度、钢板的切线模量、钢板的弯曲角及钢板与模具之间摩擦系数的关系式，所述关系式为
aα＝(a+bσs+cσb+dt+(eσb+f)μ)α
式中：σs为钢板屈服强度；σb为抗拉强度；t为切线模量；α为钢板的弯曲角；a、b、c、d、e、f为常数；
s02代入法求得所述a、b、c、d、e、f的值；
s03通过力学性能实验获得待成型钢板材料的σs、σb和t，根据目标回弹角和公式计算出待成型钢板材料与模具之间所需的摩擦系数；
s04调节钢板与模具之间的摩擦系数使其与s03中所得摩擦系数一致。
进一步的，通过改变钢板材料或改变摩擦系数进行冷冲压成形，获得回弹角并计算得到a、b、c、d、e、f的值。
进一步的，通过改变模具与钢板之间的润滑介质或改变模具的粗糙度调整所述钢板与模具之间的摩擦系数。
进一步的，所述钢板材料的应力与应变关系满足双线性关系。
进一步的，所述摩擦介质为无润滑、矿物油、石墨油、二硫化钼中的一种或多种的组合。
进一步的，通过改变模具与钢板之间的润滑介质调整所述钢板与模具之间的摩擦系数。
本发明所产生的有益效果包括：通过本发明中的方法可以简单、快速确定拟采用的钢板进行冷成形时，达到目标回弹量要求所需的相匹配摩擦系数，减少了相应的摩擦系数优化实验工作，从而快速实现调控钢板与模具摩擦系数降低冷成形回弹目的。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步详细的解释说明，但应当理解为本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
本发明为一种调控钢板与模具摩擦系数降低冷成形回弹的方法，包括如下步骤
s01建立回弹角δα与钢板的屈服强度、钢板的抗拉强度、钢板的切线模量、钢板的弯曲角及钢板与模具之间摩擦系数的关系式，所述关系式为
aα＝(a+bσs+cσb+dt+(eσb+f)μ)α
式中：σs为钢板屈服强度；σb为抗拉强度；t为切线模量；α为成型工件的弯曲角；a、b、c、d、e、f为常数；
s02通过对不同钢板材料或改变摩擦系数进行冷冲压成形，获得回弹角，代入上述公式计算得到a、b、c、d、e、f的值。；
s03通过力学性能实验获得待成型钢板材料的σs、σb和t，根据目标回弹角和公式计算出待成型钢板材料与模具之间所需的摩擦系数；
s04调节钢板与模具之间的摩擦系数使其与s03中所得摩擦系数一致。
采用代入法计算公式中的a、b、c、d、e、f值时需要保证各钢板成型工件形状一致。
实施例1
以加工弯曲u型件为例，先选用q235(σs为235mpa，σb为380mpa，t为4100mpa)、q345(σs为345mpa，σb为500mpa，t为4200mpa)和q460(σs为460mpa，σb为600mpa，t为4200mpa)进行冷冲压成形，拟采用spfh590作为新的钢板材料。
测量摩擦系数为0.08和0.1时，u型件弯曲角度为90°处的回弹角，如表1所示。
表1不同摩擦系数下，u型件弯曲角度为90°处的回弹角
基于表1实验结果，由最小二乘法计算得到a为-0.954，b为0.00196，c为-0.00016，d为0.000278，e为-0.00264，f为-0.00264。即对于该形状的u型件δα与μ满足以下关系
δα＝(-0.954+0.00196σs+-0.00016σb+0.000278t+(-0.00264σb
+-0.00264)μ)α
对于spfh590板材，实验测得其σs为542mpa，σb为624mpa，t为4200mpa。设定的目标回弹角为1.5°，计算得到相匹配的摩擦系数为0.15，依据表2可以选用矿物油作为润滑剂，实际得到的零件90°处回弹角为1.3°，由上可知实际值接近于目标回弹角。
表2润滑剂及对应的摩擦系数
实施例2
以汽车防撞梁中弯曲角度为45°处冷成形为例，先选用20钢(σs为245mpa，σb为310mpa，t为2000mpa)、35钢(σs为315mpa，σb为530mpa，t为2000mpa)和45钢(σs为355mpa，σb为600mpa，t为2100mpa)进行冷冲压成形，拟采用szb600作为新的钢板材料。
测量不同摩擦系数时，零件45°弯曲角度处的回弹角，如表3所示。
表3不同摩擦系数下冷成形，汽车防撞梁中弯曲角度为45°处的回弹角
基于表3实验结果，由最小二乘法计算得到a为-1.01，b为-0.00291，c为0.001，d为0.000758，e为-0.000252，f为-0.255。即对于该形状的试件δα与μ满足以下关系
aα＝(-1.01+-0.00291σs+0.001σb+0.000758t+(-0.000252σb
+-0.255)μ)α
对于szb600板材，实验测得σs为506mpa，σb为564mpa，t为2760mpa。设定的目标回弹角为1°，计算得到相匹配的摩擦系数为0.13，通过改变模具表面粗糙度获得匹配的摩擦系数，实际冷成形得到的零件45°处回弹角为0.97°，由上可知，实际值非常接近目标回弹角。
上述仅为本发明的优选实施例，本发明并不仅限于实施例的内容。对于本领域中的技术人员来说，在本发明的技术方案范围内可以有各种变化和更改，所作的任何变化和更改，均在本发明保护范围之内。