板料漸進成形是一種新型的無模成形技術,成形過程靈活,適用于小批量、多品種的鈑金件成形。與傳統(tǒng)的沖壓工藝相比,復雜構件的成形精度低是制約漸進成形技術發(fā)展的瓶頸問題。因此,如何減小鈑金件漸進成形中的幾何偏差,是目前研究的熱點。本文在國家自然科學基金項目（U1737210）的支持下,研究了兩種常見特征鈑金件漸進成形的幾何精度;依次通過工藝參數(shù)優(yōu)化、基于特征的多道次成形路徑優(yōu)化和幾何反向補償三種策略,提高了階梯特征和開放特征鈑金件的幾何精度,對復雜鈑金件漸進成形的幾何精度研究有一定意義。本文取得了研究成果如下:采用正交試驗和方差分析方法,系統(tǒng)研究了工具頭轉速、工具頭直徑、進給速度和軸向進給量對階梯特征鈑金件幾何精度的影響,確定了最優(yōu)的工藝參數(shù)組合:工具頭無自轉運動,工具頭直徑5mm,進給速度3000mm/min,軸向進給量0.15mm。根據(jù)階梯特征鈑金件的形狀和偏差產(chǎn)生原因,設計了合理的中間構型:階梯側面成形順序先于階梯平面;第一道次的拐角處設置大于20°的角度差;所有道次成形過程中,工具頭遠離弱剛度區(qū)域。該中間構型多道次成形的整體偏差減小了50%左右。基于反向補償?shù)亩嗟来纬尚蔚恼w偏差進一步... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

踝部矯形器的漸進成形[6]

上海交通大學碩士學位論文-6-圖1-3等層間距與等扇貝高度的關系Fig.1-3TherelationshipbetweenstepdownandscallopheightMalhotra等[15]提出了一種三維螺旋軌跡自動生成的方法，可用于對稱和非對稱零件的成形。實驗表明，新的螺旋軌跡相較于商業(yè)CAM軟件生成的軌跡有更好的幾何精度和表面質(zhì)量，同時減少了成形時間。Behera等[16]利用多元自適應回歸樣條(MARS)作為偏差預測工具，為單個特征和特征組合生成連續(xù)的偏差響應曲面，從而提高偏差預測精度。研究表明，響應面的預測偏差小于0.3mm。利用預測的響應面生成補償?shù)膬?yōu)化刀具路徑，顯著提升漸進成形精度Attanasio等[17-18]分析了等層間距軌跡和等扇貝高度軌跡對成形件性能的影響，實驗表明等扇貝高度軌跡的漸進成形具有更好的表面質(zhì)量和幾何精度。Malyer[19]通過7種不同成形軌跡策略對四棱臺零件進行成形，結果表明成形軌跡對成形件的表面質(zhì)量、幾何精度和成形時間有影響。Lu等[20]提出了一種根據(jù)指定關鍵邊生成的非平面軌跡路徑生成算法，該路徑生成包括三個關鍵步驟：確定關鍵邊、測定輪廓密度和生成軌跡。實驗結果表明該軌跡可以改善鈑金件表面質(zhì)量、幾何精度，減少成形時間。Khan[21]基于數(shù)據(jù)挖掘提出IPM模型預測單點漸進成形中的回彈，采用決策樹分類器的方法預測偏差，對原始的CAD點云模型進行修正，并對修正的CAD點云進行適當光滑處理，通過修正的模型生成軌跡，獲得了較高的幾何精度。Malhotra[22]提出了新型累積雙側增量成形ADIF(in-out)策略，該成形策略可顯著提高鈑金件的幾何精度和成形極限，改善厚度分布，同時有利于復雜鈑金件的成形。此軌跡策略改變了主要成形力的方向，從單點漸進成形中的豎直方向變?yōu)榘辶掀矫娴姆较蛏稀?

上海交通大學碩士學位論文-11-(a)(b)圖1-4車輛中的漸進成形鈑金件：(a)摩托車油箱蓋(b)多歧管Fig.1-4ISFpartsinautomobileindustry:(a)Motorcyclefueltankcover(b)Multi-manifold在汽車工業(yè)領域有很多的開放特征鈑金件，如擋泥板，翼子板等，但關于開放特征鈑金件的漸進成形過程的研究很少。本文基于簡單的U型開放特征鈑金件，從成形角，成形軌跡，成形工具頭三方面對開放特征鈑金件的幾何精度和表面質(zhì)量進行探索研究，并針對實驗中出現(xiàn)的夾具約束釋放后的回彈進行分析改善，為開放鈑金件的漸進成形過程研究提供了基矗1.3課題的主要研究內(nèi)容本課題以單點漸進成形為基礎，研究兩種常見特征鈑金件的成形精度。1.非對稱深腔階梯特征鈑金件的單點漸進成形精度研究基于以往的研究，選擇進給速度、工具頭轉速、軸向進給量和工具頭直徑為主要影響因素進行四因素四水平正交試驗，通過方差分析探究工藝參數(shù)對非對稱階梯特征鋁合金鈑金件成形精度的影響，并選擇最優(yōu)參數(shù)組合�；谏鲜鲎顑�(yōu)工藝參數(shù)組合，合理設計中間構型，改變不同部位的成形順序，減少弱剛度區(qū)域的成形力和不同部位之間的相互影響，通過多道次成形進一步提升階梯特征鋁合金鈑金件成形精度，并總結出階梯特征鋁合金鈑金件的中間道次設計準則。根據(jù)多道次成形實驗結果，采用反向補償獲得新的模型形狀，基于補償后的鈑金件形狀進行多道次漸進成形，成功得到幾何精度符合要求的階梯特征鈑金件。將補償后階梯特征鈑金件的幾何精度與單道次成形和未補償?shù)亩嗟来纬尚螌Ρ�，對階梯特征鈑金件的多道次成形及補償有了更全面的認識。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]階梯特征鈑金件多道次雙點漸進成形策略[J]. 張潤峰,陸彬,陳軍.  上海交通大學學報. 2016(09)
[2]基于正交試驗的板材漸進成形參數(shù)對回彈量的影響[J]. 文懷興,黃書經(jīng),史鵬濤,杜宣莉.  熱加工工藝. 2015(15)
[3]方錐形漸進成形制件誤差補償工藝研究[J]. 史曉帆,徐巖,高霖,沈長艷,盧仁偉.  中國機械工程. 2012(18)
[4]基于工藝參數(shù)的漸進成形回彈量預測與控制[J]. 李軍超,潘俊杰,耿佩,譚毅.  熱加工工藝. 2012(07)
[5]Method of closed loop springback compensation for incremental sheet forming process[J]. 韓飛,莫健華,龔攀,李敏.  Journal of Central South University of Technology. 2011(05)
[6]主軸轉速對單點漸進成形工件表面粗糙度的影響[J]. 姜虎森,王進,王廷和,張云峰,陶龍.  鍛壓技術. 2011(03)
[7]正交試驗設計和分析方法研究[J]. 劉瑞江,張業(yè)旺,聞崇煒,湯建.  實驗技術與管理. 2010(09)
[8]漸進成形在整體壁板制造中的應用[J]. 胡銘明,高霖,韋紅余.  機械制造與自動化. 2010(04)
[9]板材單點數(shù)控漸進成形回彈控制及模擬優(yōu)化研究[J]. 張旭,周杰,李軍超,彭守桃,胡建標.  熱加工工藝. 2010(09)
[10]漸進成形在雷達天線制造中的應用基礎[J]. 韋紅余,佘晶,高霖,周晚林.  南京航空航天大學學報. 2009(06)

博士論文
[1]金屬板料漸進成形質(zhì)量控制關鍵技術研究[D]. 韋紅余.南京航空航天大學 2010
[2]金屬板料數(shù)控漸進成形機理及工藝的研究[D]. 周六如.華中科技大學 2004



本文編號：3021070