成形軌跡對板材漸進成形結果的影響研究.pdf

1、金屬板材漸進成形技術是一種新型的、柔性無模成形技術。因其不需要模具，時間和經濟成本大大降低，非常適用于零件單件或小批量生產。板料漸進成形基本原理是依據快速原型法“逐層制造”思想，零件沿高度方向分成若干層成形軌跡，工具頭以等高線形式走完成形軌跡完成零件的加工。其成形極限比傳統(tǒng)沖壓高，重復性好，金屬流動可控制，能加工出形狀復雜的自由曲面，具有廣闊的發(fā)展前景。從20世紀90年代開始，得到了學者們廣泛的研究和應用。
　　 板材數控漸進成

2、形過程中，合理的成形軌跡是能否快速加工出合格零件的關鍵。因此，本課題研究了成形軌跡對板料漸進成形的影響。
　　 首先，對漸進成形有限元模型的基本處理和設置進行了規(guī)劃，建立了圓錐臺件的有限元模型，通過模擬測得的厚度與正弦規(guī)律計算所得厚度的對比，驗證了模擬過程的正確合理性。
　　 其次，基于模擬仿真實驗的應變分析，證實了漸進成形應變機理可簡化為平面應變變形機理(壁向發(fā)生拉伸變形，厚度方向發(fā)生壓縮變形)。并對改變成形軌跡的工藝

3、參數進行了研究，結果表明螺旋線走向的軌跡效果最好；層間距對最小厚度值影響不大，對最小厚度所處位置高度和所需時間影響較大，因此層間距的選取時需要考慮適中原則；而工具頭球頭半徑越大成形性能越好，但是球頭過大，則不能成形零件的細節(jié)特征。
　　 接著，將沖壓工藝的變參數思想融入到了漸進成形中，根據其厚度分布規(guī)律，提出了階梯式層間距的成形軌跡。首先應用正交設計法和極差法分析了階梯式成形軌跡對最小厚度及其位置高度以及所需時間三目標的影響，之

4、后提出了“變化幅度的比值來確定權重系數”的方法將多目標轉化為單目標分析，并基于BP網絡－遺傳算法對數據進行尋優(yōu)，最終通過實驗模擬證明了尋優(yōu)結果的正確性。并運用多道次和變層間距的成形軌跡成功加工出形狀較復雜的左尾燈支架汽車覆蓋件。
　　 然后，通過對成形軌跡加載前后板料進行拉伸實驗研究了板料的力學性能的變化情況。先應用漸進成形工藝加工出了深度為120mm，半錐角為30°的方錐臺件，在制件的8處不同位置上取12組試樣進行研究。通過測