小成形角零件数控渐进成形技术研究

摘要

数控渐进成形技术是一种新兴的塑性加工技术,该技术利用快速成形中分层制造的原理,使成形工具头根据设定的程序在数控设备上对板料进行逐层加工,直至零件最终的成形。渐进成形技术是一种柔性制造技术,具有成本低,周期短的特点,在汽车、医学、航空等领域具有广泛的应用。本文对小成形角零件做了较为系统的研究,分析了成形缺陷产生的机理和成形因素对零件精度的影响,并且提出了几种可以很好消除成形缺陷的方案,提高零件的精度。通过试验验证了方案的可行性。主要的研究工作如下:
　　1、对渐进成形技术进行了机理分析。分析了板料成形后壁厚和应变的变化规律。在成形过程中,将板料划分为已变形区域、接触变形区域和未变形区域,研究了各成形区域应力、应变的变化,分析了零件易发生破裂的位置。并对影响零件精度的两个重要因素:回弹和残余内应力的产生进行了分析研究。
　　2、精度缺陷的分析以及成形因素对缺陷的影响。对小成形角零件易产生的鼓包和边缘翘曲现象进行了分析,得出了造成零件鼓包和边缘翘曲现象的原因,分析了成形角对成形缺陷的影响。并且通过对小曲率球面零件的试验,分析了板料的力学性能、工具头直径、板料厚度等成形因素对零件鼓包的影响,优化了成形参数。
　　3、提出了几种消除零件鼓包现象的方案。本文提出了利用补偿、平头工具头和正成形等方案,通过理论和试验分析了这几种方案的可行性。发现几种方案均可以有效的消除鼓包现象,提高零件的精度,并且几种成形方案有各自的优缺点,在实际应用中应根据具体情况选择不同的方案。
　　4、通过对实际零件的成形验证改进方案的可行性。盖板零件成形时分别采用了平头工具头成形和正成形,发现这两种方案均可以消除鼓包。并且对零件边缘翘曲问题进行了分析研究,在零件进行正、负成形时,分别采用了退火处理和设定升降装置的预拉量两种方案,均可以有效的消除翘曲现象,得到质量较高的零件。

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图表清单

注释表

第一章 绪论

1.1引言

1.2数控渐进成形技术简介

1.3数控渐进成形技术研究现状

1.4数控渐进成形的应用

1.5本文研究内容

第二章 数控渐进成形技术机理分析

2.1引言

2.2渐进成形的工艺流程

2.3渐进成形中材料壁厚的计算

2.4金属板料最终状态的应变分析

2.5金属板料数控渐进成形的应力分析

2.6渐进成形技术的精度研究

2.7本章小结

第三章 小成形角零件缺陷分析及影响因素研究

3.1引言

3.2鼓包问题研究

3.3边缘翘曲研究

3.4小曲率球面零件精度分析

3.5本章小结

第四章 零件精度的优化方案

4.1引言

4.2基于模型修正方法的补偿方案

4.3基于多道次成形的优化方案

4.4正渐进成形的优化方案

4.5零件优化方案对比

4.6本章小结

第五章 精度提高措施在实际零件中的综合应用

5.1引言

5.2试验零件的初步试制

5.3零件成形的优化方案

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文