板料多向无模渐进翻边成形研究

发布时间：2017-08-14 13:08

  本文关键词：板料多向无模渐进翻边成形研究

  更多相关文章： 渐进成形 翻边 工具头 屈曲 缺陷控制

【摘要】：翻边作为金属板料成形的基本工艺,在薄壁件的生产中广泛使用。随着人们生活水平提高,产品更新换代速度加快,基于传统冲压方法的翻边工艺已经难以适应新产品的开发、用户化定制等方面的需求,实践中迫切需要开发快速、高效的翻边技术。本文研究了一种基于单点渐进成形技术的柔性翻边方法(多向无模渐进翻边)。利用改进的工具头进行了翻边(孔)实验,验证了该方法的可行性,分析了成形的变形机理和影响成形质量的各种因素。主要结论如下:(1)物理实验和数值模拟表明,多向无模渐进翻边可以实现任意形状的正向/反向的拉伸和压缩翻边、翻孔成形,从而建立起一个基于渐进成形的更加完整的成形工艺链,相对于传统冲压工艺可大大节约时间和成本。(2)多向无模渐进翻边有与普通单点渐进成形不同的力与变形模式,以及特殊的缺陷类型,如板料的翘曲和屈曲等。其中,翘曲主要表现为翻起边倾斜和过渡圆角过大,主要发生在结构刚度相对较小的翻边板料上,特别是自由边、周围约束较少和外凸的平板形状。翻孔中较少出现翘曲,但容易出现屈曲起皱。采用特殊几何形状的工具头、改进加工轨迹等措施可以消除这些缺陷。(3)工具头肩部的锥角θ对翘曲和屈曲有明显的影响,但对翻边后板料的厚度分布影响很小。如果θ角较小,预成形阶段工具头施加在板边缘上的力会过大,可能引起屈曲失稳。从欧拉失稳准则得到的解析式表明,最小极限θ角的值随着摩擦、屈服应力σs、夹持位置到边缘曲线的距离l的增加而增加,随着弹性模量E和板厚t的增加而减小。如果θ角过大,板的翘曲就很可能发生。对于圆形孔的渐进翻边来说,推荐的θ角范围为20-30°。对于结构刚度很低的板料翻边来说,适合的θ角较小。(4)无模渐进翻边工艺设计时,除一些常见的影响因素,如工具头路径、进给速率和材料性能等以外,工具头几何形状、板的夹持状态和板的几何形状也需要加以综合考虑。,适当修改工具头的外形可控制板的变形,大大减少翘曲等变形缺陷的产生。
【关键词】：渐进成形 翻边 工具头 屈曲 缺陷控制
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG306
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 引言8-9
• 1.2 板料无模单点渐进成形技术的国内外研究现状9-12
• 1.2.1 渐进成形技术简介9-10
• 1.2.2 板料无模单点渐进成形技术的发展现状10-12
• 1.3 板材翻边成形技术12-14
• 1.3.1 翻边成形的分类12-14
• 1.3.2 翻边成形的国内外研究现状14
• 1.3.3 渐进成形技术在翻边中的应用14
• 1.4 课题研究内容14-16
• 2 多向无模渐进翻边成形理论分析16-25
• 2.1 引言16
• 2.2 无模渐进成型研究有限元模拟技术应用16-24
• 2.2.1 三维模型的导入16-17
• 2.2.2 单元类型的选择和属性的定义17-20
• 2.2.3 接触设置和摩擦模型20-23
• 2.2.4 算法的选择和边界条件的设定23-24
• 2.3 本章小结24-25
• 3 板料无模渐进翻孔成形研究25-41
• 3.1 实验设备及准备工作25-29
• 3.2 预成型阶段板料受力分析29-31
• 3.3 板料无模渐进翻孔成形及分析31-40
• 3.3.1 实验及模拟结果31-33
• 3.3.2 翻孔缺陷及预防措施33-36
• 3.3.3 工艺参数对成形的影响36-40
• 3.4 本章小结40-41
• 4 板料侧向无模渐进翻边研究41-50
• 4.1 侧向无模渐进翻边实验41-43
• 4.2 实验和模拟结果43-45
• 4.3 翻边缺陷和预防措施45-46
• 4.4 影响翻边成形质量的因素46-49
• 4.5 本章小结49-50
• 5 结论与展望50-52
• 5.1 本文结论50
• 5.2 研究展望50-52
• 致谢52-53
• 参考文献53-57
• 附录57
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文57
• B. 作者在攻读硕士学位期间申请的专利57

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本文编号：672804