高能超聲波噴丸板料成形技術(shù)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(shù)，與傳統(tǒng)噴丸成形工藝相比具有成形表面質(zhì)量好、精度高、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，有利于復(fù)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(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文對(duì)超聲波噴丸板料成形技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)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(chǔ)，對(duì)板料噴丸成形過程進(jìn)行力學(xué)分析，研究了板料彎曲成形與噴丸產(chǎn)生的殘余應(yīng)力分布之間的關(guān)

2、系，推導(dǎo)出了板料成形的彎曲曲率半徑和弧高值的計(jì)算公式。
　　利用顯微鏡觀察并測(cè)量了超聲波噴丸在板料表面產(chǎn)生的凹坑直徑并計(jì)算出相應(yīng)凹坑深度，以此為基礎(chǔ)利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)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(gè)方面探究超聲波噴丸對(duì)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(duì)20號(hào)鋼進(jìn)行了單曲率件成形實(shí)驗(yàn)，獲得了噴丸強(qiáng)度、撞針直徑和噴丸時(shí)間等工藝參數(shù)對(duì)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(jìn)行了成形實(shí)驗(yàn)，取得了理想的成形效果，對(duì)成形試樣的表面粗糙度和顯微硬度進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明超聲波噴丸后成形板料具有良好的表面質(zhì)量。
　　在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上利用ABAQUS軟件對(duì)超聲波板料成形進(jìn)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(gòu)模型及網(wǎng)格劃分，針對(duì)噴丸強(qiáng)度、撞針直徑和噴丸時(shí)間等不同工藝參數(shù)對(duì)板料最終變形量的影響進(jìn)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