高能超聲波噴丸板料成形技術研究.pdf

1、超聲波噴丸是一種綠色節(jié)能的板料無模成形新技術，與傳統(tǒng)噴丸成形工藝相比具有成形表面質量好、精度高、易實現(xiàn)自動控制等優(yōu)點，有利于復雜形狀板料零件的成形，在航空航天、汽車覆蓋件及薄板制造業(yè)等領域具有廣闊的應用前景。本文對超聲波噴丸板料成形技術進行了相關研究，主要研究工作如下：
　　研究了超聲波噴丸板料成形的物理過程和基本原理，并以Hertz碰撞理論為基礎，對板料噴丸成形過程進行力學分析，研究了板料彎曲成形與噴丸產生的殘余應力分布之間的關

2、系，推導出了板料成形的彎曲曲率半徑和弧高值的計算公式。
　　利用顯微鏡觀察并測量了超聲波噴丸在板料表面產生的凹坑直徑并計算出相應凹坑深度，以此為基礎利用經(jīng)驗公式計算得到了單次撞針沖擊板料表面的等效載荷，并根據(jù)板料試樣的表面形貌和微觀晶粒變化從表面粗糙度和表層硬度兩個方面探究超聲波噴丸對板料表面完整性的改善。
　　采用不同的超聲波噴丸工藝參數(shù)對20號鋼進行了單曲率件成形實驗，獲得了噴丸強度、撞針直徑和噴丸時間等工藝參數(shù)對板料彎

3、曲變形量的影響，制定了幾種典型曲面的成形路徑并進行了成形實驗，取得了理想的成形效果，對成形試樣的表面粗糙度和顯微硬度進行測試，結果表明超聲波噴丸后成形板料具有良好的表面質量。
　　在實驗基礎上利用ABAQUS軟件對超聲波板料成形進行了有限元模擬，確定了適合超聲波噴丸模擬的材料變形模型、本構模型及網(wǎng)格劃分，針對噴丸強度、撞針直徑和噴丸時間等不同工藝參數(shù)對板料最終變形量的影響進行模擬分析，并按照制定的成形路徑模擬幾種典型曲面的的超聲波