提高板料渐进成形能力的研究

发布时间：2017-08-24 08:42

  本文关键词：提高板料渐进成形能力的研究

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【摘要】：数控渐进成形是一种新型板料柔性加工方法,是通过计算机程序控制成形工具头逐层挤压金属板料而得到目标零件。具有比传统成形方式更高的成形性能和成形精度,在局部区域内可成形出用常规手段方法无法加工的复杂曲面造型,成形零件的灵活性很高,这适应了目前市场对零件品种多样化的需求。但是,渐进成形的板料厚度变化遵循余弦定律costt?0??,当加工成形角度较大的零件时,板料厚度减薄量较大,超过板料的成形极限角度,制件就会出现破裂,对于直壁零件的加工,通过渐进成形方法一次成形根本无法完成,这就限制了板料渐进成形的能力。同时,渐进成形是通过刀具头逐层碾压金属板料,多次小变形累计而达到最终的变形量,与传统冲压胀形相比,成形时间长,加工效率低。因此,为了探索提高板料渐进成形的成形极限和加工效率,本文提出了加工点外局部加热板料的渐进成形方法和胀形—渐进成形的复合成形方法。通过研究加工点外局部加热板料的渐进成形方法,分析固定成形角零件的成形区与非加工变形区的应变变化及变成形角零件的成形极限,得出渐进成形是局部小变形,即使板料非加工变形区部分加热到250℃,铝板的拉伸强度和屈服强度分别降低到31MPa和24MPa,延伸率增大到75%,该区域板料在成形力的作用下也只产生向成形区流动的趋势,而没有发生金属塑性变形对板料渐进成形区的成形性能产生影响,即加工点外局部加热板料的渐进成形方法未起到提高板料渐进成形能力的作用。研究不同胀形预成型件—渐进成形的复合成形零件与纯渐进成形零件的成形极限角和应变变化,得出球形件胀形预成型—渐进成形的复合成形中,只有胀形预成型球形件的最大减薄量区域发生在复合成形中的局部渐进成形区域范围内,且两者的最大减薄量位置方向相反时,板料的渐进成形能力才能得到显著提升。直壁件胀形预成型—渐进成形的复合成形,板料的渐进成形极限和零件的加工效率均得到了提高,随着直壁部分预成型高度的增大,胀形预成型使渐进成形“减薄带”区板料厚度增加的程度下降,板料渐进成形极限的增大幅度会有所下降。采用胀形预成型—渐进成形的复合成形的方法不仅可以大幅度提高渐进成形极限角而且可以提高成形效率。
【关键词】：局部加热 渐进成形 胀形 复合成形 成形能力
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG306
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 引言10
• 1.2 板料数控渐进成形技术介绍10-14
• 1.2.1 数控渐进成形原理10-11
• 1.2.2 渐进成形变形机理11-12
• 1.2.3 单点渐进成形的分类12-13
• 1.2.4 金属板料数控渐进成形工艺过程13-14
• 1.3 板料渐进成形技术国内外学者研究现状14-22
• 1.3.1 板料渐进成形极限14-16
• 1.3.2 工艺规划及成形轨迹的优化16-18
• 1.3.3 渐进成形过程的数值模拟18-19
• 1.3.4 零件成形精度研究19-21
• 1.3.5 温热渐进成形21-22
• 1.4 课题的来源和意义22-23
• 1.4.1 课题的来源22
• 1.4.2 课题的意义22-23
• 1.5 本课题的主要研究内容23
• 1.6 本章小结23-24
• 第二章 实验研究方案及实验条件24-34
• 2.1 实验研究方案24-27
• 2.1.1 加工点外局部加热板料的渐进成形方法研究方案24-25
• 2.1.2 胀形与渐进成形的复合成形性能研究方案25-27
• 2.2 实验条件27-29
• 2.2.1 实验材料27
• 2.2.2 实验设备27-29
• 2.3 实验方法29-33
• 2.3.1 板料网格印制29-30
• 2.3.2 畸变网格测量及应变计算方法30-32
• 2.3.3 变成形角零件成形极限角计算方法32-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 加工点外局部加热板料的渐进成形方法研究34-50
• 3.1 渐进成形过程分析34-37
• 3.1.1 非加工变形区（AB区）34-36
• 3.1.2 已成形区（BC区）36
• 3.1.3 变形区（CD区）36-37
• 3.1.4 未变形区（DO区）37
• 3.2 加工点外局部加热板料的渐进成形方法介绍37-40
• 3.3 加工点外局部加热板料的渐进成形实验40-46
• 3.3.1 渐进成形极限研究40-43
• 3.3.2 变成形角零件加工43-44
• 3.3.3 固定成形角零件加工44-46
• 3.4 结果分析46-48
• 3.4.1 成形极限角分析46
• 3.4.2 固定成形角零件非加工变形区和成形区的应变分析46-48
• 3.5 本章小结48-50
• 第四章 胀形与渐进成形的复合成形的提出及力学分析50-61
• 4.1 引言50
• 4.2 胀形和渐进成形的复合成形的基本原理50-54
• 4.2.1 球形件胀形预成型—渐进成形51-52
• 4.2.2 直壁件胀形预成型—渐进成形52-54
• 4.3 胀形与渐进成形的复合成形的力学分析54-60
• 4.3.1 胀形预成形过程应力分析54-55
• 4.3.2 渐进成形过程应力分析55-57
• 4.3.3 复合成形过程的成形力分析57-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 胀形与渐进成形的复合成形工艺方法研究61-75
• 5.1 胀形与渐进成形的复合成形实验61-68
• 5.1.1 DC04板料渐进成形极限角探究61-62
• 5.1.2 胀形变形过程实验探究62-64
• 5.1.3 球形胀形件与渐进成形的复合成形实验64-66
• 5.1.4 直壁胀形件与渐进成形的复合成形实验66-68
• 5.2 实验结果分析68-74
• 5.2.1 球形胀形件—渐进成形的复合成形与渐进成形的对比分析68-72
• 5.2.2 直壁胀形件—渐进成形的复合成形与渐进成形的对比分析72-74
• 5.3 本章小结74-75
• 结论75-76
• 参考文献76-80
• 在学研究结果80-81
• 致谢81

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