本文關(guān)鍵詞：曲面柔性軋制成形實驗研究

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【摘要】：曲面柔性軋制是一種新型的板類件連續(xù)柔性成形技術(shù)，依靠柔性輥間特殊形態(tài)的輥縫，板材在成形過程中能夠發(fā)生雙向彎曲，結(jié)合傳統(tǒng)板材縱軋技術(shù)，可以實現(xiàn)三維曲面零件的連續(xù)、高效成形。相比其他曲面板類件的成形方法，曲面柔性軋制成形方法具有加工成本低、成形范圍廣、成形過程連續(xù)性好等優(yōu)點，通過改變工作輥的彎曲狀態(tài)和輥縫寬度的分布狀態(tài)，可以成形出不同形狀的曲面零件，能滿足市場對曲面板材的個性化需求。因此，展開有關(guān)柔性軋制成形技術(shù)的理論、實驗研究，具有重要的工程研究價值。本文的主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下： 1)研究傳統(tǒng)板材冷軋成形和柔性軋制成形中工作輥的特點，指出兩種典型的輥縫形態(tài)，結(jié)合塑性成形原理分析柔性軋制成形過程中兩種輥縫的成形效果，得知板料受撓曲工作輥的彎曲作用與輥縫的不均勻減薄作用是柔性軋制成形件雙向彎曲的成因。對比傳統(tǒng)板材軋制與柔性軋制中的工作輥與板料的接觸狀態(tài)，分析柔性軋制過程中的摩擦條件及接觸力分布情況。探討柔性軋制成形過程的幾何原理，指出根據(jù)目標曲面零件逆向推導(dǎo)輥縫形態(tài)的可行性，根據(jù)柔性軋制成形的輥縫中線函數(shù)及厚度分布函數(shù)，用極坐標轉(zhuǎn)換法推導(dǎo)了上、下輥輥形函數(shù)，并結(jié)合有限元數(shù)值模擬方法驗證了輥形函數(shù)的有效性。 2)說明柔性軋制成形設(shè)備的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)及功能，論述實驗操作方案。以實驗過程中觀察到的現(xiàn)象為依據(jù)，總結(jié)調(diào)形機構(gòu)的機械間隙對設(shè)備調(diào)形精度的影響程度，提出能夠補償機械間隙的調(diào)形操作方法，并對工作輥轉(zhuǎn)動中的振動現(xiàn)象進行了分析。同時，依據(jù)實際工作輥的特性對理論輥形函數(shù)進行了簡化計算，得出更適合于實驗操作的簡易輥形函數(shù)表達式。 3)對柔性軋制實驗得到的典型成形件凸曲面件和鞍形件進行型面分析，借助逆向工程方法和計算機建模軟件，獲取多條成形件橫、縱向截線，通過擬合方法對比各截線的線型，證實成形件的形狀均勻性良好，從實驗角度驗證了柔性軋制成形方法的有效性。分析實驗中出現(xiàn)的起皺缺陷，，結(jié)合實驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)輥形的調(diào)形誤差會直接導(dǎo)致成形件的起皺，提出使用厚度控制法修正輥形以消除成形件起皺的方案，并通過多次實驗驗證了控制方法的有效性。 4)設(shè)計實驗方案，研究工藝參數(shù)在柔性軋制成形過程中的影響，分析實驗成形件的橫、縱向曲率半徑隨工藝參數(shù)的改變時的變化趨勢。根據(jù)轉(zhuǎn)速實驗的結(jié)果，在一定的速度范圍內(nèi)，成形速度對成形件的縱向曲率有一定的影響，通過對影響效果的分析，總結(jié)柔性軋制實驗的最適成形速度。在關(guān)于板厚的實驗中，結(jié)果顯示，在等最大減薄量和等最大減薄率兩種情況下板厚的增大均對成形件的變形產(chǎn)生抑制作用，使板料橫、縱向彎曲半徑增大，根據(jù)分析這于厚板的大變形抗力有關(guān)。另外，在實驗結(jié)果表明，板厚會影響成形件的起皺，結(jié)合起皺現(xiàn)象的形成理論，形成失穩(wěn)現(xiàn)象的臨界應(yīng)力值隨板厚的增大而增大，故板料越厚，成形件越不容易起皺。
【關(guān)鍵詞】：板材成形 三維曲面 連續(xù)成形 柔性軋制 成形實驗
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG335
【目錄】：

• 摘要4-6
• abstract6-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 前言12
• 1.2 板材冷軋成形技術(shù)12-14
• 1.2.1 傳統(tǒng)平軋成形12-13
• 1.2.2 連續(xù)變截面輥軋成形13
• 1.2.3 錐輥輾軋成形13-14
• 1.3 板類件柔性成形技術(shù)研究現(xiàn)狀14-19
• 1.3.1 水火彎板成形14-15
• 1.3.2 多點模具成形15-17
• 1.3.3 多點拉伸拉形17
• 1.3.4 連續(xù)柔性卷板成形17-19
• 1.4 柔性軋制成形技術(shù)簡介19-20
• 1.5 選題意義及主要研究內(nèi)容20-21
• 1.6 小結(jié)21-22
• 第2章 柔性軋制成形原理22-34
• 2.1 前言22
• 2.2 柔性軋制成形原理22-26
• 2.2.1 可彎曲輥與輥縫22-23
• 2.2.2 雙向彎曲機制23-24
• 2.2.3 成形區(qū)域的接觸狀態(tài)24-25
• 2.2.4 幾何原理25-26
• 2.3 輥形函數(shù)設(shè)計26-29
• 2.4 柔性軋制成形的有限元分析29-31
• 2.4.1 有限元模型29-30
• 2.4.2 數(shù)值模擬結(jié)果30-31
• 2.5 小結(jié)31-34
• 第3章 柔性軋制成形設(shè)備34-42
• 3.1 引言34
• 3.2 柔性軋制成形設(shè)備簡介34-35
• 3.3 設(shè)備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)35-37
• 3.3.1 調(diào)形機構(gòu)總成35
• 3.3.2 工作輥總成35-36
• 3.3.3 柔性輥布置36-37
• 3.3.4 數(shù)控系統(tǒng)37
• 3.4 實驗成形過程37-38
• 3.5 工作輥調(diào)形方案38-40
• 3.5.1 調(diào)形函數(shù)38-39
• 3.5.2 操作方法39-40
• 3.6 實驗現(xiàn)象40-41
• 3.6.1 旋轉(zhuǎn)工作輥的振動現(xiàn)象40
• 3.6.2 調(diào)形機構(gòu)的機械間隙40-41
• 3.7 小結(jié)41-42
• 第4章 柔性軋制成形件的形狀分析與缺陷控制42-56
• 4.1 引言42
• 4.2 成形實驗件42-43
• 4.3 實驗件測量方案43-45
• 4.3.1 厚度測量法43
• 4.3.2 三維光學(xué)掃描法43-45
• 4.4 實驗件形狀分析45-50
• 4.4.1 參考點選取46
• 4.4.2 實驗件連續(xù)性分析46-48
• 4.4.3 實驗件曲率分析48-50
• 4.5 成形缺陷分析50-51
• 4.6 起皺缺陷的控制51-55
• 4.6.1 中浪缺陷控制51-53
• 4.6.2 邊浪缺陷控制53-55
• 4.7 小結(jié)55-56
• 第5章 工藝參數(shù)對柔性軋制成形的影響56-68
• 5.1 引言56
• 5.2 實驗件測量方法56-58
• 5.3 成形速度對柔性軋制成形的影響58-60
• 5.3.1 實驗參數(shù)設(shè)置58-59
• 5.3.2 不同轉(zhuǎn)速的成形實驗及結(jié)果59-60
• 5.4 板厚對柔性軋制成形的影響60-63
• 5.4.1 等最大減薄量條件下板厚對成形的影響60-62
• 5.4.2 等最大減薄率條件下板厚對成形的影響62-63
• 5.5 板厚對成形件起皺現(xiàn)象的影響63-65
• 5.6 小結(jié)65-68
• 第6章 結(jié)論68-70
• 參考文獻70-75
• 致謝75

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：547209