线材折弯设备设计及线材折弯回弹特性研究

摘要

随着装备制造业的发展，对金属线材弯曲件的形状复杂程度、产品精度及加工速度要求越来越高，传统的手工或半自动弯曲方式很难满足需求，发展全自动线材折弯设备十分必要。且在卸载过程中，线材不可避免的发生回弹，更是严重影响产品成形质量。因此，研究各工艺参数和材料参数对线材回弹现象的影响，尽可能减小回弹，提高成形质量，具有重要的现实意义。本文针对线材折弯设备及线材折弯回弹特性进行深入研究，具体内容如下：
　　首先，根据对线材折弯设备的需求分析，进行线材折弯设备方案设计，并针对储料模块、送料校直模块、上料模块以及联动折弯模块四个主要功能模块逐一进行设计，最终实现线材折弯设备的总体结构设计，在结构方面实现了更好的柔性和更高的集成化程度，并实现了连续加工，提高了加工效率。
　　其次，对线材折弯回弹现象进行研究，采用解析法和数值法分别对线材进行两种弯曲角度的分析计算，并将回弹角度的理论计算结果与数值模拟结果进行对比分析，具有良好的一致性，证明数学模型的正确性及可靠性。另外，对线材卸载回弹过程中线材内部残余应力进行了分析。
　　再次，运用正交试验法，以线材的回弹角度及回弹半径作为指标，研究相对弯曲半径、弯曲角度、相对弯曲力矩、弯曲力臂长度、硬化指数及强度系数六个影响因素对线材折弯回弹的影响，得到线材对回弹影响因素的灵敏度排序。并基于矩阵分析法，得到线材折弯最佳参数组合，并验证最佳参数组合的正确性。
　　最后，基于Visual Basic6.0编程软件开发一款线材折弯回弹预测系统，用户通过选择或设置与实际工况相符的参数，提交后系统自动调用 ABAQUS有限元分析软件进行数值模拟，直接显示所预测的回弹角度并输出后处理文件，为回弹问题的解决提供了新途径，具有传统方法无法比拟的效率优势。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景与意义

1.2 线材折弯设备国内外研究现状

1.3 线材弯曲回弹问题国内外研究现状

1.4 本文研究内容和章节安排

1.5 本章小结

第2章 线材折弯设备需求分析及结构设计

2.1 线材折弯设备需求分析

2.2 线材折弯设备方案设计

2.3 线材折弯设备局部结构设计

2.4 线材折弯设备总体结构设计

2.5 本章小结

第3章 线材折弯回弹数值分析及模型验证

3.1 线材折弯回弹理论分析

3.2 线材折弯回弹有限元模型构建

3.3 线材折弯回弹模型验证

3.4 线材折弯回弹残余应力分析

3.5 本章小结

第4章 线材折弯回弹影响因素灵敏度分析

4.1 正交试验设计

4.2 不同参数对线材折弯回弹影响分析

4.3 基于矩阵分析法对线材折弯回弹的分析

4.4 最佳参数组合验证

4.5 本章小结

第5章 线材折弯回弹预测系统开发

5.1 开发目的及背景

5.2 线材折弯回弹预测系统总体设计

5.3 线材折弯回弹预测系统模块设计

5.4系统运行及安装

5.5 系统操作及功能介绍

5.6 本章小结

总结与展望

一、总结

二、展望

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文及参与的科研项目

致谢