板料双点对压渐进成形方法与压头协同运动策略研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qi_anwei1986
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与传统的冲压技术相比,板料渐进成形是一种新型的无模柔性制造技术,用于钣金件的小批量、快速多样化加工制造。双点渐进成形是板料渐进成形领域的一种新兴技术,相对于常见的板料单点渐进成形,双点渐进成形将两个成形工具头布置在板料两侧来成形板料,增大了成形的灵活性,因此在不需要垫板和支撑模的情况下就可以成形出复杂形状零件。然而,板料双点渐进成形在与已有成形工艺的结合拓展以及两个工具头运动策略的研究等方面,还需要做进一步的探索分析。因此,在总结了板料渐进成形中材料的变形机制、成形机理及力学分析,并且概括了提高板料成形性能和成形精度等工艺措施的基础上,论文针对渐进成形技术存在的厚度减薄和回弹等问题,分别对渐进成形加工轨迹生成算法和新型的双点渐进成形策略进行开发和深入研究。主要的研究成果如下:  1)建立了基于STL三角网格层切法和基于几何分析相结合的渐进成形加工轨迹生成算法。利用该方法可以生成基于恒定竖直下压量和基于恒定残余波峰高度的双点渐进成形等高线或者螺旋线轨迹,提高了计算效率,为后续研究双点渐进成形工艺的拓展和工具头的运动策略提供了可行性。  2)结合多道次渐进成形和双点渐进成形的优势,提出了一种多道次双点渐进成形策略,采用该策略可以有效地成形出具有阶梯特征的复杂钣金件,和单点渐进成形技术相比,该策略成形出的成形件轮廓精度更高,厚度减薄率至少降低了19%,厚度分布更均匀。此外,还开发了一种基于“等势面”的多道次双点渐进成形道次轮廓设计算法,利用该方法可以有效地控制生成多道次渐进成形的中间过渡轮廓形状。  3)提出了双点渐进成形反弯曲策略和双点渐进成形对压策略,定性地分析了两种双点渐进成形策略的工作原理,通过实验验证了双点渐进成形反弯曲策略成形过程中回弹补偿和正反弯曲矫直减少残余应力的特点并且回弹程度降低了60%以上,揭示了双点渐进成形对压策略中挤压效应抑制回弹的特点而且回弹程度减小了30%以上。此外,还总结了两种策略下不同工艺参数对回弹的影响规律,两种方法都可以有效地减小回弹,提高成形件轮廓精度。  研究表明:本文对于双点渐进成形与多道次渐进成形两种工艺的结合,以及对于两个工具头配合形成的双点渐进成形反弯曲和对压策略的研究,进一步提升了对该技术的认识,有效地解决了板料渐进成形中厚度减薄和回弹的问题,有力地推动双点渐进成形技术在工业领域的应用。
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