本文關鍵詞：集群式鋼球旋壓成形工藝及其數(shù)值模擬研究

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【摘要】：傳統(tǒng)沖壓技術所使用的成套模具制作周期長、成本高,所有型面均需要制作與之相對應的模具,這導致生產效率低,制造成本高。我們希望找到一種相對廉價的生產方式用來加工小批量個性化的零件,少加工模具和不加工模具是我們追求的目標,但是為了保證足夠的加工精度,我們采用了半模成形的加工方式,即:集群式鋼球旋壓成形技術。集群式鋼球旋壓成形采用自由流動的鋼球作為旋壓成形工具,采用“離散”思想將上、下對壓模具的上模具或下模具采用鋼珠代替,另一部分采用普通的模具,實現(xiàn)曲面零件的柔性成形,該種成形方式不但可以實現(xiàn)對壓成形,而且可以通過撥動鋼珠旋轉成形進而可以降低板材成形件的回彈,提高成形件的貼模精度。論文采用ABAQUS有限元軟件建立對應模型,對成形過程中采用鋼球先壓后旋和鋼球邊壓邊旋兩種成形方式進行模擬研究,對比研究其成形過程中板材上的應力應變規(guī)律及回彈變化,分析不同參數(shù)對集群式鋼球旋壓成形工藝成形性能的影響。得到如下結論:1、鋼球先壓后旋和鋼球邊壓邊旋兩種成形方式中,使用鋼球先壓后旋成形時,板材整體應力先隨鋼球下壓而增大至最大值,然后隨鋼球旋轉而降低至一定大小時基本保持不變。使用鋼球邊壓邊旋成形時,板材整體應力值隨加載過程進行而逐漸增大至某值,然后保持不變。成形結束時,使用鋼球先壓后旋模型成形的成形件整體應力更小,塑性應變更大。2、鋼球先壓后旋模型中,當使用兩種不同直徑鋼球混合作用時,成形件的應力、應變值處于單獨使用兩種鋼球成形的成形件之間,但分布更加均勻;降低鋼球旋轉速度,能有效減小成形件的應力值,成形區(qū)域塑性應變增加,且分布更加均勻;增加后期鋼球旋轉圈數(shù)可以有效降低成形件整體應力的同時增加成形區(qū)塑性應變。鋼球邊壓邊旋模型中,使用兩種不同直徑鋼球混合作用,成形件應力、應變值處于單獨使用兩種鋼球成形的成形件之間,但分布更加均勻;降低鋼球旋轉速度,成形件應力應變增大。3、鋼球先壓后旋與鋼球邊壓邊旋兩種成形方式的回彈中,鋼球先壓后旋的成形件殘余應力更大一些,但更均勻,回彈量更小。鋼球先壓后旋模型中,使用大小球混合的成形件回彈效果較好;降低鋼球旋轉速度可以使殘余應力降低,回彈效果好;適當增加鋼球的旋轉圈數(shù)可以有效減小成形件殘余應力,成形性好。鋼球邊壓邊旋模型中,使用大小球混合作用的成形件殘余應力居中,回彈效果好;降低鋼球邊壓邊旋的速度時,成形件殘余應力增大,回彈效果變差。
【關鍵詞】：集群式鋼球旋壓 柔性成形 數(shù)值模擬 回彈
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG306
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 引言11
• 1.2 國內外新型成形技術研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 多點成形技術12-13
• 1.2.2 單點漸進成形技術13-16
• 1.3 旋壓工藝及其研究現(xiàn)狀16-20
• 1.3.1 旋壓工藝歷史16-18
• 1.3.2 滾珠旋壓成形技術發(fā)展18-20
• 1.4 課題研究意義和提出背景20-23
• 1.5 課題主要研究內容23
• 1.6 本章小結23-25
• 第二章 集群式鋼球旋壓成形工藝25-35
• 2.1 引言25
• 2.2 集群式鋼球旋壓成形基本原理25-31
• 2.2.1 板材的旋壓力特征25
• 2.2.2 變形區(qū)應力分析25-28
• 2.2.3 集群式鋼球旋壓成形深度解析28-29
• 2.2.4 鋼球壓入半無限體模型29-31
• 2.3 集群式鋼球旋壓成形實驗31-33
• 2.4 本章小結33-35
• 第三章 集群式鋼球旋壓成形有限元模型35-51
• 3.1 引言35
• 3.2 集群式鋼球旋壓成形有限元模型參數(shù)的設定35-40
• 3.2.1 單元的選擇及網格劃分35-37
• 3.2.2 材料模型37-38
• 3.2.3 建立幾何模型38-40
• 3.3 鋼球先壓后旋模型40-44
• 3.3.1 鋼球運動軌跡40-42
• 3.3.2 成形過程模擬42-44
• 3.4 鋼球邊壓邊旋模型44-45
• 3.4.1 鋼球運動軌跡44
• 3.4.2 成形過程模擬44-45
• 3.5 兩種成形方式的比較45-50
• 3.6 本章小結50-51
• 第四章 集群式鋼球旋壓成形工藝數(shù)值模擬51-65
• 4.1 引言51
• 4.2 鋼球先壓后旋模型中工藝參數(shù)影響51-59
• 4.2.1 鋼球直徑對板材成形的影響51-54
• 4.2.2 鋼球加載速度對板材成形的影響54-57
• 4.2.3 鋼球旋轉圈數(shù)對板材成形的影響57-59
• 4.3 鋼球邊壓邊旋模型中工藝參數(shù)影響59-63
• 4.3.1 鋼球直徑對板材成形的影響59-62
• 4.3.2 鋼球加載速度對板材成形的影響62-63
• 4.4 本章小結63-65
• 第五章 集群式鋼球旋壓成形回彈數(shù)值模擬65-75
• 5.1 引言65
• 5.2 回彈數(shù)值模擬65-66
• 5.3 不同成形方式回彈對比分析66-67
• 5.4 鋼球先壓后旋模型中工藝參數(shù)對回彈影響67-71
• 5.4.1 鋼球直徑大小對板材回彈的影響67-68
• 5.4.2 鋼球加載速度對板材回彈的影響68-70
• 5.4.3 鋼球旋轉圈數(shù)對回彈的影響70-71
• 5.5 鋼球邊壓邊旋模型中工藝參數(shù)對回彈影響71-73
• 5.5.1 鋼球直徑對板材成形的影響71-72
• 5.5.2 鋼球加載速度對板材回彈的影響72-73
• 5.6 本章小結73-75
• 第六章 結論與展望75-77
• 參考文獻77-81
• 致謝81

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本文編號：741115