漸進(jìn)成形中加工道次對(duì)板材成形性能的影響.pdf

1、板材數(shù)控漸進(jìn)成形是一項(xiàng)新型無(wú)模成形技術(shù)，它通過(guò)簡(jiǎn)單成形工具頭對(duì)板材進(jìn)行連續(xù)局部塑性加工，依靠塑性累積來(lái)獲得制件最終形狀，具有成形力小、柔性程度高、成本低和能提高板材成形性能等特點(diǎn)，特別適合小批量、多品種和快速原型制造，能夠滿足現(xiàn)代市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品個(gè)性化生產(chǎn)的需要，因此，該技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景。
　　論文針對(duì)漸進(jìn)成形加工側(cè)壁較陡制件時(shí)壁厚減薄嚴(yán)重的問(wèn)題，用ABAQUS分別模擬單道次、兩道次和多道次成形過(guò)程，獲取不同加工策略下制件壁厚、應(yīng)

2、變等數(shù)據(jù)，探討加工道次對(duì)板材成形性能的影響，為復(fù)雜零件工藝路線制定提供參考。
　　首先，根據(jù)彈塑性有限元理論，對(duì)漸進(jìn)成形過(guò)程建模方法進(jìn)行規(guī)劃?？紤]計(jì)算精度和計(jì)算效率的統(tǒng)一，確定了基于S4R殼單元、涉及各向同性彈塑性材料模型、庫(kù)侖摩擦模型和工具頭空間軌跡動(dòng)態(tài)加載等關(guān)鍵問(wèn)題的去頂方錐件漸進(jìn)成形過(guò)程仿真有限元模型。然后，設(shè)計(jì)一套壓邊裝置，在同等條件下對(duì)有限元模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果顯示，模擬獲得的制件壁厚和側(cè)壁形狀與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合；側(cè)壁

3、上A1、A2處的主應(yīng)變變化規(guī)律與Jackson等提出的漸進(jìn)成形變形機(jī)理相符。
　　其次，基于完整的漸進(jìn)成形有限元模型，研究了半頂角、工具頭大小和下壓量等三個(gè)主要工藝參數(shù)對(duì)制件壁厚、等效塑性應(yīng)變、最大等效應(yīng)力和成形力的影響，結(jié)果表明，半頂角是影響板材成形性能的重要因素，半頂角越大，制件最小壁厚越大，板材變形越均勻；小的下壓量和大的工具頭直徑有利于獲得應(yīng)變分布均勻和表面質(zhì)量較好的制件；工藝參數(shù)對(duì)最大等效應(yīng)力沒(méi)有影響；制件半頂角較大、下

4、壓量較大和工具頭直徑較大，都會(huì)使成形力增加。
　　再次，在考慮工藝參數(shù)影響的基礎(chǔ)上，進(jìn)行幾何分析，并以半頂角為30°的去頂圓錐件為對(duì)象，利用有限元方法分別模擬單道次和兩道次漸進(jìn)成形過(guò)程，經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，兩道次成形通過(guò)增加塑性變形范圍來(lái)減小制件側(cè)壁上的變形程度，從而使板材變形更加均勻；單道次成形件的最小厚度在兩道次成形件對(duì)應(yīng)區(qū)域有所增加，推遲了破裂的出現(xiàn)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，模擬結(jié)果基本能反映實(shí)際情況。
　　最后，以某直壁復(fù)雜結(jié)構(gòu)件為例，