金屬板料單點漸進(jìn)成形軌跡優(yōu)化及數(shù)值模擬.pdf

1、金屬板料單點漸進(jìn)成形是一種新興的柔性無模成形技術(shù)。該技術(shù)引入快速成形技術(shù)的“分層制造”思想，按照零件的形狀設(shè)計數(shù)控NC加工程序，控制工具頭按預(yù)定的軌跡逐漸在板料上成形，最終得到所需要的零件形狀。其加工不依賴于模具，因此時間及經(jīng)濟(jì)成本要大大低于傳統(tǒng)沖壓技術(shù)，在單個零件及小批量生產(chǎn)中具有極大的優(yōu)勢，更能滿足現(xiàn)代市場日益迫切地個性化生產(chǎn)需求。
　　金屬板料單點漸進(jìn)成形過程中，合理的工藝參數(shù)和成形軌跡是加工出合格零件的關(guān)鍵。因此，本課題主

2、要研究了這兩者對漸進(jìn)成形結(jié)果的影響。而漸進(jìn)成形實驗得到的成形件，一般只能測得其最終的近似應(yīng)變分布和厚度分布，采用數(shù)值模擬方法則可以詳細(xì)觀察加載歷史對成形結(jié)果的影響，方便分析漸進(jìn)成形過程，因此本文主要通過數(shù)值模擬對漸進(jìn)成形進(jìn)行研究。
　　本文建立了方錐臺件的有限元模型，基于模擬實驗的應(yīng)變分析，證實了漸進(jìn)成形應(yīng)變狀態(tài)近似為平面應(yīng)變。并且改變工藝參數(shù)來研究其對漸進(jìn)成形結(jié)果的影響，結(jié)果表明等效應(yīng)變和等效應(yīng)力隨每層壓下量的增大而不斷增大，壓

3、下量越大，板料的最大減薄量也越大，壓下量越小，工件壁厚越均勻，整個漸進(jìn)成形過程所需的時間越大，因此壓下量的選取要考慮適中原則;工具頭直徑越大，最大等效應(yīng)變和最大等效應(yīng)力越小，說明應(yīng)變及應(yīng)力集中現(xiàn)象得到緩解。
　　其次，對傳統(tǒng)等高輪廓線軌跡進(jìn)行了優(yōu)化，采用了順逆加工的成形軌跡，解決了制件壁厚在一個方向上的急劇減薄，以及制件底部的扭轉(zhuǎn)變形。對制件拐角進(jìn)行了兩道次軌跡優(yōu)化，解決了板料厚度減薄在拐角兩側(cè)的集聚現(xiàn)象，使板料厚度在制件周向方向