發(fā)布時(shí)間：2020-06-23 09:25

【摘要】：單點(diǎn)漸進(jìn)成形技術(shù)是集設(shè)計(jì)與制造一體化的柔性成形技術(shù),是在“分層制造”思想的基礎(chǔ)之上,將目標(biāo)制件三維模型沿著Z軸方向分散成一系列的二維層面,然后,再在每層二維面上進(jìn)行逐點(diǎn)逐層的累積加工,最后加工出所設(shè)計(jì)的目標(biāo)制件。首先,本課題著重介紹了單點(diǎn)漸進(jìn)成形的基礎(chǔ)理論。對(duì)單點(diǎn)漸進(jìn)成形過(guò)程中金屬板材的應(yīng)力應(yīng)變及金屬板材變形區(qū)域的厚度變化進(jìn)行了詳細(xì)分析,對(duì)單點(diǎn)漸進(jìn)成形機(jī)理及成形過(guò)程中的摩擦潤(rùn)滑機(jī)理進(jìn)行了描述;此外,還對(duì)單點(diǎn)漸進(jìn)成形的道次規(guī)劃及成形工具的運(yùn)動(dòng)軌跡及運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行了描述,分析了目標(biāo)制件的壁厚均勻度。其次,對(duì)本課題研究所用的數(shù)值模擬方法及實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行了介紹,對(duì)數(shù)值模擬方法及實(shí)驗(yàn)方法的流程進(jìn)行了分析和描述。主要闡述了數(shù)值模擬過(guò)程中的單元選擇及實(shí)常數(shù)定義,材料模型定義及網(wǎng)格的劃分,摩擦條件的定義,約束條件及接觸處理;同時(shí),對(duì)本課題實(shí)驗(yàn)所需要用的成形工具、裝置及夾具等實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行了分析和描述。再次,以方錐件為例,分別對(duì)1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3長(zhǎng)寬比例的方錐件進(jìn)行了分析研究。在數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中,各種比例條件下的金屬板材參與變形的面積、成形深度均相同,加工過(guò)程中的成形工具頭直徑及下壓量等工藝參數(shù)也均相同;然后,求出各比例條件下方錐件的最大壁厚差,并將各最大壁厚差進(jìn)行分析對(duì)比,最大壁厚差越小,則成形出的方錐件壁厚越均勻,從而得出對(duì)方錐件壁厚影響最小的長(zhǎng)寬比例;最后,再用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可行性。最后,利用對(duì)方錐件壁厚影響最小的邊長(zhǎng)比及最優(yōu)工藝參數(shù)組合,對(duì)成形出相同表面積的正五邊形錐件、正六邊形錐件、正八邊形錐件、正十二邊形錐件及圓錐件進(jìn)行了數(shù)值模擬;然后,求出各多邊形錐件最大壁厚差,并用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,同時(shí)將數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,確定數(shù)值模擬結(jié)果的可行性。進(jìn)而得出了不同多邊形錐件之間的趨勢(shì)規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG306
【圖文】：

頭周圍很小的部分，即工作區(qū)域面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于金屬板材成形面積，從而得知：?jiǎn)吸c(diǎn)漸進(jìn)成形過(guò)程是一個(gè)局部變形過(guò)程；此外，金屬板材在被成形工具擠壓成形的過(guò)程中，金屬板材的變形區(qū)域在發(fā)生拉伸變形的同時(shí)，壁厚也會(huì)逐漸變薄，從而增大金屬板材的表面積，即金屬板材表面積逐漸增大的過(guò)程就是金屬板材壁厚逐漸減薄的過(guò)程，通過(guò)逐點(diǎn)逐層的累積變形完成整體的變形[45]。單點(diǎn)漸進(jìn)成形的方式有兩種：一種是有模單點(diǎn)漸進(jìn)成形，另一種是無(wú)模單點(diǎn)漸進(jìn)成形[46]，單點(diǎn)漸進(jìn)成形原理結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2.1 所示。無(wú)模單點(diǎn)漸進(jìn)成形不需要支撐模方可加工目標(biāo)制件，在加工過(guò)程中，只需用夾具將金屬板材固定于特制的單點(diǎn)漸進(jìn)成形裝置上，再將該成形裝置固定于數(shù)控加工機(jī)床上，使數(shù)控加工機(jī)床按照將預(yù)先編制好的程序逐點(diǎn)逐層的完成零件的整個(gè)加工過(guò)程。有模單點(diǎn)漸進(jìn)成形的加工方式與無(wú)模單點(diǎn)漸進(jìn)成形的加工方式基本一樣，二者的不同主要表現(xiàn)在：第一，有模單點(diǎn)漸進(jìn)成形需要簡(jiǎn)單的支撐模，而無(wú)模單點(diǎn)漸進(jìn)成形不需要任何支撐模型；第二，有模單點(diǎn)漸進(jìn)成形的成形裝置上的導(dǎo)套需要沿著導(dǎo)柱上下運(yùn)動(dòng)才能加工出目標(biāo)制件，而無(wú)模單點(diǎn)漸進(jìn)成形的成形裝置上的導(dǎo)套不需要沿著導(dǎo)柱上下運(yùn)動(dòng)就能加工出目標(biāo)制件[47]。

（a）整體應(yīng)力狀態(tài) （b）某點(diǎn)處應(yīng)力圖 2.2 金屬板材變形區(qū)應(yīng)邊狀態(tài)(2)應(yīng)變分析在單點(diǎn)漸進(jìn)成形加工過(guò)程中，雖然變形區(qū)域主要是以剪切變形成形工具與金屬板材發(fā) 生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，變形區(qū)域還是會(huì)出現(xiàn)軸向此外，變形區(qū)域還會(huì)出現(xiàn)拉伸變形、彎曲變形等現(xiàn)象。單點(diǎn)漸進(jìn)成第一層應(yīng)變狀態(tài)如圖 2.3 所示，其中εx為變形區(qū)徑向應(yīng)變，εz為變形εy為變形區(qū)切向應(yīng)變，A 點(diǎn)處受徑向應(yīng)變?chǔ)舩和切向應(yīng)變?chǔ)舮兩個(gè)方向的應(yīng)變?chǔ)舲一個(gè)方向的壓應(yīng)變，其中壓應(yīng)變的作用是使成形板材變薄，用則是使成形板材平面面積增大。此外，由于單點(diǎn)漸進(jìn)成形第一層始狀態(tài)，所以其應(yīng)變狀態(tài)與后續(xù)加工層的應(yīng)變狀態(tài)有所不同。

【參考文獻(xiàn)】

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1 李鵬陽(yáng);徐海峰;安武潤(rùn);王權(quán)岱;傅衛(wèi)平;杜彬;;板料單點(diǎn)漸進(jìn)成形力仿真與實(shí)驗(yàn)研究[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào);2015年06期

2 文懷興;黃書經(jīng);史鵬濤;;成形角對(duì)單點(diǎn)漸進(jìn)成形精度影響的研究[J];鍛壓技術(shù);2015年07期

3 張志剛;王進(jìn);李麗華;姜虎森;高波;高松松;;點(diǎn)壓漸進(jìn)成形工具頭運(yùn)動(dòng)軌跡形成方法研究[J];鍛壓技術(shù);2015年03期

4 文懷興;杜宣莉;史鵬濤;黃書經(jīng);;板料漸進(jìn)成形表面粗糙度理論和實(shí)驗(yàn)數(shù)值的比較研究[J];熱加工工藝;2015年03期

5 李敏;張李超;莫健華;袁學(xué)忠;;面向單點(diǎn)漸進(jìn)成形工藝的成形路徑生成方法[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2011年03期

6 李軍超;毛鋒;周杰;;板材單點(diǎn)漸進(jìn)成形工藝數(shù)值模擬與成形缺陷研究[J];熱加工工藝;2010年05期

7 馬琳偉;莫健華;;基于有限元仿真的金屬板材單點(diǎn)漸進(jìn)成形分析[J];塑性工程學(xué)報(bào);2007年06期

8 朱虎;姜在寬;;基于數(shù)控機(jī)床的金屬板材無(wú)模單點(diǎn)漸進(jìn)成形研究[J];鍛壓技術(shù);2007年01期

9 尹長(zhǎng)城,王元?jiǎng)?吳勝軍;金屬板材單點(diǎn)漸進(jìn)成形過(guò)程的數(shù)值模擬[J];塑性工程學(xué)報(bào);2005年02期

10 甘文星,莫健華;金屬板材數(shù)控單點(diǎn)漸進(jìn)成形回彈的實(shí)驗(yàn)研究[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2004年06期

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1 鮑文科;AZ31B鎂合金板材電致塑性漸進(jìn)成形研究[D];山東大學(xué);2016年

2 張旭;金屬板料數(shù)控漸進(jìn)成形技術(shù)成形極限與回彈控制研究[D];重慶大學(xué);2010年

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1 v建建;AZ31B鎂合金多道次單點(diǎn)漸進(jìn)熱成形工藝模擬優(yōu)化[D];重慶交通大學(xué);2017年

2 李正芳;多道次單點(diǎn)漸進(jìn)成形道次計(jì)算及工藝參數(shù)優(yōu)化[D];重慶交通大學(xué);2016年

3 桑文剛;金屬板料單點(diǎn)漸進(jìn)成形性能研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2016年

4 蔣磊;金屬板料單點(diǎn)漸進(jìn)成形軌跡優(yōu)化及數(shù)值模擬[D];山東大學(xué);2014年

5 李穎超;金屬板料單點(diǎn)漸進(jìn)成形數(shù)值模擬與工藝研究[D];江蘇科技大學(xué);2012年

6 郭海玲;AZ31B鎂合金薄板熱漸進(jìn)成形及數(shù)值模擬[D];江蘇大學(xué);2010年

7 林曦;單點(diǎn)漸進(jìn)成形過(guò)程數(shù)值模擬與分析[D];吉林大學(xué);2009年

8 王玉華;鎂合金AZ31B數(shù)控?zé)釢u進(jìn)成形研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

9 趙彬;單點(diǎn)漸進(jìn)成形的機(jī)理分析及數(shù)值模擬研究[D];吉林大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2727124