1080铝板单点增量成形精度控制技术研究

摘要

作为一种柔性加工技术，单点增量成形技术对模具要求较低，无需专用模具或仅需要简单的模具，可以在局部区域内成形出传统成形方法无法加工的复杂曲面形状，且成形质量和精度也较高，成形后的制件可以直接使用或经少许处理即可使用，弥补了传统成形方法周期长、费用高的缺陷，适用于小批量、个性化、品种多样的产品定制，且其所需要的成形力小，设备能耗低，更加适用于环保制造，属于绿色加工。根据单点增量成形的理论分析和成形原理，对成形的质量和精度进行分析，并通过对单点增量成形的有限元模拟和实验结果的研究分析，确定工艺参数对成形质量精度的影响，得出提商成形质量精度的方法。
　　本研究主要内容包括：⑴分析单点增量成形的成形机理及过程，并对成形过程中应变、应力及成形力进行分析；经分析可知，应变主要与成形工具头直径、成形高度和成形角有关：推导成形力的计算公式；⑵分析单点增量成形的表面质量缺陷和成形精度影响因素，分析不同成形工艺参数对精度的影响，以及回弹对精度造成的影响；⑶设定不同的成形角、成形工具头尺寸和每层下压量，进行有限元模拟，根据模拟结果对单点增量成形过程中的等效应力、等效塑性应变及厚度进行分析；⑷选用1080铝板作为成形材料，生成刀具加工轨迹，进行成形实验；并对成形制件表面粗糙度、厚度等数据进行测量：对实验数据进行分析，确定各工艺参数对单点增量成形的粗糙度、厚度的影响，进而分析工艺参数对成形质量精度的影响，提出通过选择合理的工艺参数提高成形精度；⑸通过对其他辅助成形方法的实验研究，得到了可以提高成形质量精度的辅助方法，可通过采用超声振动辅助成形的方法提高成形精度；利用UG优化成形轨迹消除成形压痕。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 引言

1.2 单点增量成形技术简介

1.3 单点增量成形技术研究现状

1.4 各章节要点

2 单点增量成形原理及成形过程分析

2.1 单点增量成形的原理

2.2 单点增量成形特性分析

2.3 单点增量成形的控制原则

2.4 小结

3 单点增量成形的表面质量缺陷和精度影响因素

3.1 单点增量成形制件的主要表面缺陷

3.2 单点增量成形制件的成形精度

3.3 成形工艺参数对精度的影响

3.4 回弹对精度的影响

3.5 小结

4 单点增量成形的数值模拟

4.1 单点增量成形的数值模拟

4.2 有限元软件ABAQUS简介

4.3 单点增量成形的仿真模型的建立

4.4 单点增量成形的仿真的结果分析

4.5 小结

5 单点增量成形实验

5.1 实验准备

5.2 基于UG的单点增量成形轨迹生成

5.3 不同加工参数下成形的试件

5.4 成形厚度实验分析

5.5 成形件表面质量的实验分析

5.6 超声振动辅助成形实验分析

5.7 通过成形轨迹优化表面质量

5.8 小结

6 结论与展望

6.1 全文总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献

附录：坐标提取的Metlab程序