板料漸進(jìn)成形是一種新型的無模成形技術(shù),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(fù)雜構(gòu)件的成形精度低是制約漸進(jìn)成形技術(shù)發(fā)展的瓶頸問題。因此,如何減小鈑金件漸進(jìn)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(xué)基金項目（U1737210）的支持下,研究了兩種常見特征鈑金件漸進(jìn)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(bǔ)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(fù)雜鈑金件漸進(jìn)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(zhuǎn)速、工具頭直徑、進(jìn)給速度和軸向進(jìn)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(zhuǎn)運動,工具頭直徑5mm,進(jìn)給速度3000mm/min,軸向進(jìn)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(shè)計了合理的中間構(gòu)型:階梯側(cè)面成形順序先于階梯平面;第一道次的拐角處設(shè)置大于20°的角度差;所有道次成形過程中,工具頭遠(yuǎn)離弱剛度區(qū)域。該中間構(gòu)型多道次成形的整體偏差減小了50%左右�；诜聪蜓a(bǔ)償?shù)亩嗟来纬尚蔚恼w偏差進(jìn)一步... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)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(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

踝部矯形器的漸進(jìn)成形[6]

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-6-圖1-3等層間距與等扇貝高度的關(guān)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(yīng)回歸樣條(MARS)作為偏差預(yù)測工具，為單個特征和特征組合生成連續(xù)的偏差響應(yīng)曲面，從而提高偏差預(yù)測精度。研究表明，響應(yīng)面的預(yù)測偏差小于0.3mm。利用預(yù)測的響應(yīng)面生成補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化刀具路徑，顯著提升漸進(jìn)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(jìn)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(jìn)行成形，結(jié)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(guān)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(guān)鍵步驟：確定關(guān)鍵邊、測定輪廓密度和生成軌跡。實驗結(jié)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(yù)測單點漸進(jìn)成形中的回彈，采用決策樹分類器的方法預(yù)測偏差，對原始的CAD點云模型進(jìn)行修正，并對修正的CAD點云進(jìn)行適當(dāng)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(cè)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(fù)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(jìn)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(xué)碩士學(xué)位論文-11-(a)(b)圖1-4車輛中的漸進(jìn)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(lǐng)域有很多的開放特征鈑金件，如擋泥板，翼子板等，但關(guān)于開放特征鈑金件的漸進(jìn)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(jìn)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(jìn)行分析改善，為開放鈑金件的漸進(jìn)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(jìn)成形為基礎(chǔ)，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(jìn)成形精度研究基于以往的研究，選擇進(jìn)給速度、工具頭轉(zhuǎn)速、軸向進(jìn)給量和工具頭直徑為主要影響因素進(jìn)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(shè)計中間構(gòu)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(jìn)一步提升階梯特征鋁合金鈑金件成形精度，并總結(jié)出階梯特征鋁合金鈑金件的中間道次設(shè)計準(zhǔn)則。根據(jù)多道次成形實驗結(jié)果，采用反向補(bǔ)償獲得新的模型形狀，基于補(bǔ)償后的鈑金件形狀進(jìn)行多道次漸進(jìn)成形，成功得到幾何精度符合要求的階梯特征鈑金件。將補(bǔ)償后階梯特征鈑金件的幾何精度與單道次成形和未補(bǔ)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(bǔ)償有了更全面的認(rèn)識。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3021070