【摘要】：板料數(shù)控漸進成形是一種先進的板料無模成形技術(shù),因其生產(chǎn)成本低、制造周期短的特點,非常適用于各類板料零件的設計和試制階段。銅鋁復合板作為一種復合材料,兼具銅的高導電、高導熱、耐腐蝕和鋁的質(zhì)輕、價廉、資源豐富等優(yōu)點,廣泛地應用于電力系統(tǒng)、機械工業(yè)、生活用品等領域。但目前對銅鋁復合板的漸進成形過程缺乏深入研究,所以本文以銅鋁復合板為對象,通過實驗研究了板料數(shù)控漸進成形工藝下銅鋁復合板的成形特征;針對銅鋁復合板漸進成形過程在ABAQUS中建立了有效的有限元模型,分析了銅鋁復合板單道次漸進成形力與多道次漸進成形力的特點。論文研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)通過實驗研究了不同工藝參數(shù)下銅鋁復合板的漸進成形性能、零件表面質(zhì)量、異種金屬界面以及壁厚分布。研究發(fā)現(xiàn):增大工具頭直徑、減小軸向進給量和進給速度均能小幅度提高板料的漸進成形性能;軸向進給量、成形角和工具頭直徑等對零件加工面的表面質(zhì)量有較大影響,而非加工面的表面質(zhì)量僅受成形角的影響較大;漸進成形前后,板料的銅層和鋁層界面未發(fā)生較大變化;不同成形角零件的壁厚實測值均小于正弦定律的計算值,以銅為加工面的零件的銅層厚度小于以鋁為加工面的零件。(2)在ABAQUS中分別使用整體和分層的方法定義了板料屬性,建立了銅鋁復合板漸進成形有限元模型。研究發(fā)現(xiàn):兩種方法建立的有限元模型均能準確地模擬板料的成形過程,但分層定義板料屬性時,計算時間過長。(3)研究了單道次漸進成形過程中不同工藝參數(shù)對各方向成形力的影響,對比了三種成形力預測值的精度,重新擬合了預測成形力的經(jīng)驗公式。研究發(fā)現(xiàn):隨著軸向進給量、工具頭直徑和成形角的增大,軸向和徑向成形力增大;僅軸向進給量對切向成形力有較大影響;有限元方法對成形力的預測值與實測值較符合,而基于純剪切作用的理論公式和經(jīng)驗公式存在較大誤差,重新擬合后得到的經(jīng)驗公式能夠準確地預測成形力。(4)分析了多道次漸進成形力的特征,利用ABAQUS研究了不同多道次成形路徑下,漸進成形零件的壁厚分布以及成形力特點。研究發(fā)現(xiàn):板料經(jīng)一道次漸進成形后,因零件壁厚分布不均、力學性質(zhì)變化等原因,使得多道次漸進成形的受力情況更加復雜;合適的成形路徑不僅能夠優(yōu)化零件的壁厚分布情況,而且還能降低總成形力的最大值。
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG659
【圖文】：

武漢理工大學碩士學位論文后獲得所需形狀和尺寸的零件，如圖 1-1d 所示[4]。旋壓成形雖然能夠提高料利用率，但該技術(shù)對旋壓設備和人工操作的要求比較高，且只適用于空轉(zhuǎn)體零件的成形，板材的厚度也不宜過大。激光成形分為激光熱應力成形和激光沖擊波成形兩種形式。激光熱應力主要通過激光束掃描金屬薄板表面，使熱作用區(qū)域產(chǎn)生明顯的溫度梯度，熱應力的非均勻分布，從而使板料產(chǎn)生塑性變形，如圖 1-1e 所示[5];激光沖成形是基于激光沖擊強化技術(shù)發(fā)展起來的，通過高功率、短脈沖的強激光于覆蓋在金屬板料表面上的柔性貼膜，使其迅速汽化電離形成高溫高壓的子體而爆炸，產(chǎn)生向金屬內(nèi)部傳播的強烈沖擊波，由于沖擊波壓力遠遠大料的動態(tài)屈服強度，從而使板料產(chǎn)生塑性變形，如圖 1-1f 所示[6]。

適應了多品種、少批量生產(chǎn)，適應了交貨時間短、快速響應用戶需條件。該工藝可以直接應用于汽車工業(yè)、醫(yī)療器械、工藝美術(shù)品等產(chǎn)品的制造，對提高我國相關(guān)企業(yè)的市場競爭力具有重要的意義，如圖 1-3 所示。圖 1-2 板料數(shù)控漸進成形技術(shù)示意圖[8]

武漢理工大學碩士學位論文設計，適應了多品種、少批量生產(chǎn)，適應了交貨時間短、快速響應用戶需條件。該工藝可以直接應用于汽車工業(yè)、醫(yī)療器械、工藝美術(shù)品等產(chǎn)品的制造，對提高我國相關(guān)企業(yè)的市場競爭力具有重要的意義，如圖 1-3 所示。

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本文編號：2777848