本文關(guān)鍵詞：管件無模漸進成形技術(shù)研究

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【摘要】：漸進成形是一種具有高度靈活性的板料數(shù)字化柔性制造技術(shù),因在快速、經(jīng)濟板成形方面擁有巨大潛力而在近年來備受關(guān)注。但迄今為止該技術(shù)在管類制件塑性成形中的應(yīng)用很少,其柔性制造的優(yōu)勢未能得到充分發(fā)揮。本文首先根據(jù)典型管件的幾何與成形工藝特征,對漸進成形管類零件進行了歸納和分類;其次,選擇管端擴(縮)口、管端翻卷、管壁翻孔和管壁壓槽幾種代表性的管件漸進成形過程進行理論與實驗研究。針對不同成形工藝設(shè)計了相應(yīng)的工具頭和夾具,比較了不同材料和尺寸管坯的成形特點,并利用有限元方法對成形過程進行數(shù)值模擬,分析了工藝參數(shù)對成形過程的影響,對不同成形工藝進行了優(yōu)化。主要結(jié)論如下:①利用無模漸進成形方法進行管端擴口,只需改變工藝路線即可得到不同擴口角度及高度的擴口管件,加工過程極其靈活,管材的變形能力還可得到一定的提高。但相對于沖壓擴口,漸進擴口的管壁表面有加工痕跡,加工效率較低,主要適合于小批量試制。②管坯相對壁厚較大且管材塑性較好時,管端無模漸進縮口成形可以得到理想的制件,縮口管壁從底部到端部壁厚近似線性增加。當(dāng)管坯相對壁厚較小時,漸進縮口過程中由于管壁回彈較大極易出現(xiàn)管壁起皺現(xiàn)象,導(dǎo)致成形失效。③管端無模漸進翻卷成形過程中的工藝參數(shù)需要嚴(yán)格控制,否則會出現(xiàn)包括截面畸形、端部開裂和管材失穩(wěn)等缺陷。工具頭成形區(qū)域的錐角?和過渡圓角半徑R對管端翻卷過程有重要影響。④利用無模漸進管壁翻孔成形方法,可以得到各種類型的支管件,且支管與母管過渡質(zhì)量良好。典型成形缺陷包括管壁減薄、局部起皺、形狀畸變、開裂和端部不平整等。工具頭的錐面錐角?對支管與母管頂端過渡處是否發(fā)生起皺有直接影響。不同壁厚以及摩擦條件下是否起皺的臨界錐角?不同。支管可成形尺寸與母管外徑D、預(yù)制孔尺寸以及母管材料有關(guān),推薦的支管成形高度范圍:h?0.28D,支管直徑范圍:d?0.9D。⑤管壁無模漸進壓槽成形時,管壁受壓部位的壁厚先增大后減小,材料對管壁壓槽截面的形狀影響很大。當(dāng)壓槽部位接近管端時,會出現(xiàn)“端部效應(yīng)”。⑥管壁回彈和工具頭的彈性變形對上述無模漸進管材加工過程的影響較大�？梢酝ㄟ^調(diào)整工具頭工藝路線,對管壁回彈和工具頭彈性變形進行補償。⑦將無模漸進成形技術(shù)應(yīng)用于管件塑性成形領(lǐng)域,可以得到傳統(tǒng)沖壓工藝難以整體成形的管類制件,不僅大大擴展了漸進成形的應(yīng)用范圍,滿足單件、小批量薄壁件成形需求,還有利于實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)輕量化,具有廣闊的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG306

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