基于電場法的二道次漸進成形預成形型面設計和研究.pdf

1、板材漸進成形技術在小批量、多品種以及概念產品試制領域具有獨特的優(yōu)勢，有效減小模具設計、制造成本，易于實現(xiàn)成形加工的自動化操作。在航天航空、汽車制造、船舶、醫(yī)療器械等行業(yè)有著很大的應用前景，當前完善和掌握該技術是漸進成形技術研究和成熟過程中亟待解決的關鍵問題。
　　在金屬板料數(shù)控單點漸進成形中，經常遇到復雜零件局部存在直壁特征面的情況，導致零件無法一次成形，增加道次數(shù)能夠在一定程度上解決該難題，并優(yōu)化成形質量，但增加成形道次無疑會拖

2、延制件生產周期，提高各方面成本，因此在滿足制件性能要求的前提上，應盡量減少成形道次。同時，每道次成形策略是制約加工效果的關鍵，預成形型面和成形軌跡影響制件厚度分布、幾何精度。為采取成形質量和生產周期二者間的折衷方案，所以本文選擇二道次為成形方案，借鑒電場法在鍛造預成形設計領域的研究成果，在漸進成形型面設計中引入電場法思路，為零件直壁預成形型面的設計提供理論依據(jù)，這對漸進成形技術的產業(yè)化推廣有重要意義。對此本文主要進行以下內容研究：

3、>　　①依據(jù)靜電場與板材變形過程中材料速度場的場方程以及能量最小原理的相似性，說明電場法模擬板材最小阻力塑性變形路徑的可行性。并以脹形過程為例，通過AN SY S靜電場模擬分析了等勢線在板材實際加工中的參考意義。引入基于電場法的預成形型面設計一般流程到二道次漸進成形，利用 UG、ANSYS、Mimics有限元軟件實現(xiàn)等勢線的模擬、提取及建模擬合，以等勢線作為直壁件第一道次加工輪廓。
　　②借助響應面模型得到直壁件最佳成形效果的參數(shù)

4、組合。本文以板材孔洞體積分數(shù)作為漸進成形板材的損傷破裂預測評價準則，構建工藝參數(shù)預成形型面?、進給速度ν、層間距△z與目標函數(shù)fc之間的響應面模型近似函數(shù)關系。通過拉丁超立方試驗設計，利用 ABAQUS模擬隨機抽取的20組參數(shù)組合，分析觀察各工藝參數(shù)對孔洞體積分數(shù)fc的影響作用，得到?=0.304V、ν=1916mm/min、△z=0.3mm的參數(shù)組合，并發(fā)現(xiàn)預成形型面對最終成形效果影響程度最大，進給速度在1750-2100mm/min