鋁合金板激光彎曲成形的試驗研究.pdf

1、在現(xiàn)代化生產中，板材、型材的彈塑性彎曲和沖壓成形工藝已被廣泛地應用于制造壓力容器、汽車、船舶、飛行器外殼等大型金屬構件，以及各種形狀日常用品的生產中。傳統(tǒng)的彎曲成形工藝是在外力作用下借助于模具來實現(xiàn)的，由于模具的設計、制造周期長，加工費用高，較適用于大批量生產。對于小批量，機構復雜，大型工件的生產，使用傳統(tǒng)的成形工藝必然導致成本增加。研究無模具柔性成形理論與技術，對減少新產品開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期都有重要意義。 激光成形技術是一

2、種相對較新的技術，它沒有任何機械接觸就可以生產出金屬制品，而不需要任何模具。激光彎曲成形的研究還處于起步階段，關于激光彎曲成形的參數(shù)(包括激光參數(shù)、板材參數(shù)、材料性能等)還沒有達到精確控制的程度，同時成形結果難以預測和加工參數(shù)難以選定也是激光彎曲成形技術的一個難點，也是阻礙這一技術向前發(fā)展的重要因素。本文針對以上激光彎曲成形技術存在的問題，主要完成以下工作： (1)根據(jù)國內外激光彎曲成形技術的研究現(xiàn)狀，通過大量的試驗研究，對試驗

3、數(shù)據(jù)和鋁合金試件金相組織進行分析，進一步了解了試件彎曲成形的機理，總結出試件達到彎曲的功率密度臨界值是E0=3.6316J/mm2，根據(jù)功率密度臨界值和光斑重復度計算出掃描速度的選取范圍，使掃描效果達到最佳。 (2)針對不同的激光參數(shù)(包括激光功率、掃描速度和光斑直徑)，板材參數(shù)(板材寬度和厚度)以及材料性能(材料顯微硬度變化)等對彎曲角度的影響。隨著激光功率和激光光斑直徑的增加板材彎曲角度增大，但隨著激光掃描速度和板材厚度的增

4、加彎曲角度減小。隨著板材寬度的增加彎曲角逐漸增大，增大到一定程度，彎曲角不再隨板材尺寸的變化而改變。 (3)將BP神經(jīng)網(wǎng)絡技術引用到激光彎曲成形技術中，應用MATLAB軟件編程實現(xiàn)，完成其數(shù)值模擬技術并對成形結果和加工參數(shù)進行預測，并且通過大量的試驗數(shù)據(jù)訓練BP神經(jīng)網(wǎng)絡，最終達到對彎曲角度和加工參數(shù)的更準確地預測，以便進行可選參數(shù)成形結果和已知結果的加工參數(shù)的選擇。 本文針對以上三個問題進行了試驗研究，并且通過試驗結果和