基于辅助芯模和主辅旋轮复合支撑的旋压成形方法

摘要

旋压技术是属于金属塑性成形的一种加工工艺，具有无屑加工、产品精度高、功耗低等优点并广泛应用于复杂曲面件高精度、轻量、高稳定性的制造加工。无芯模旋压是利用通用芯模代替特定芯模的旋压成形方式，可实现柔性旋压成形加工，但因缺少支撑导致加工件加工不稳定、局部成形较差、形状精度较低等缺点。
　　为解决上述技术难题，本文基于辅助芯模和主辅旋轮复合支撑(AMMAR)对旋压成型方法进行了相关研究，通过实验对比选取了优化后的支撑件圆角参数，然后在优化后的实验平台上基于辅助芯模和主辅旋轮复合支撑对单道次成形和分段多道次成形进行了展开研究，最后提出了首道次采用偏转式渐进成形轨迹的分段多道次成形方式，使试验件的成形质量得到了不断地优化，从而获得了较好成形质量的试验件，具体研究内容如下:
　　基于AMMAR旋压成形机理和支撑参数研究:首先介绍了基于辅助芯模和主辅旋轮复合支撑的旋压仿真模型的构建过程、仿真有效性验证、实验工件模型以及实验平台和实验数据获取方法，然后通过实验结合仿真的方法对旋压支撑件圆角参数与成形质量之间的关系进行了相关研究。
　　基于AMMAR单道次旋压成形研究:首先对基于AMMAR单道次旋压的成形机理进行分析，然后通过实验的方法研究了主辅旋轮间距对成形质量的影响，最后研究了主辅旋轮进给比与成形质量之间的关系。
　　基于AMMAR分段多道次旋压成形的研究:将普通旋压分段多道次成形方式，经过转化后应用到本文基于辅助芯模和主辅旋轮复合支撑的旋压成形，然后分别研究了基于AMMAR分段多道次成形方式下，道次数和进给比与成形质量之间的关系，目的是为AMMAR分段多道次成形方式提供加工工艺参数选择的理论依据。
　　基于AMMAR旋压分段成形的优化研究:本章首先对分段多道次成形主辅旋轮正返程轨迹进行了优化设计，提出了首道次采用偏转式渐进成形轨迹的分段多道次成形方式，然后对往返程采用变进给的方法，目的是为了进一步改善壁厚成形质量，最后对轮廓偏差进行对应的补偿，目的是为了提高形状成形精度。
　　基于AMMAR分段多道次旋压成形应用:针对不同的旋压件，通过轮廓曲线拟合后得到加工的目标曲线，然后分别采用未优化和优化后的分段多道次成形方式对板料进行旋压成形加工，所述优化包括轨迹优化、进给比优化和轮廓偏差补偿优化。实验表明优化后的成形方式既可以改善试验件的最大壁厚减薄率，又可以提高试验件的形状轮廓精度。

目录

声明

致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 普通旋压国内外研究现状

1．2．1 普通旋压成形机理分析

1．2．2 普通旋压成形方式和轨迹形状

1．2．3 普通旋压成形工艺参数研究

1．3 无芯模旋压成形方式研究现状

1．3．1 通用芯模旋压技术

1．3．2 对轮旋压技术

1．3．3 辅助旋轮技术

1．4 主要研究内容与框架

1．5 本章小结

第2章 基于AMMAR旋压成形支撑件参数研究

2．1 引言

2．2 基于AMMAR的仿真模型和实验平台

2．2．1 基于AMMAR的仿真模型和有效性验证

2．2．2 加工件模型及其曲线设计

2．2．3 实验平台和实验数据获取方法

2．3 主辅旋轮圆角半径对成形质量的影响

2．3．1 实验方案设计

2．3．2 仿真结果分析

2．3．3 实验结果对比分析

2．4 辅助芯模圆角半径对成形质量的影响

2．4．1 实验方案设计

2．4．1 仿真结果分析

2．4．2 实验结果对比分析

2．5 本章小结

第3章 基于AMMAR单道次旋压成形研究

3．1 引言

3．2 基于AMMAR单道次成形机理分析

3．3 基于AMMAR单道次成形主辅旋轮间距参数确定

3．3．1 实验方案设计

3．3．2 实验结果对比分析

3．4 基于AMMAR单道次成形主辅旋轮进给比的确定

3．4．1 实验方案设计

3．4．2 实验结果对比分析

3．5 本章小结

第4章 基于AMMAR分段多道次旋压成形研究

4．1 引言

4．2 基于AMMAR分段多道次成形的轨迹设计

4．2．1 渐开线参数方程

4．2．2 分段成形中的渐开线轨迹

4．3 基于AMMAR分段多道次正返程成形机理分析

4．4 基于AMMAR分段成形道次数的研究

4．4．1 实验方案设计

4．4．2 实验结果对比分析

4．5 基于AMMAR分段多道次成形进给比的研究

4．5．1 实验方案设计

4．5．2 实验结果对比分析

4．6 本章小结

第5章 基于AMMAR分段多道次旋压成形质量优化

5．1 引言

5．2 基于AMMAR多道次成形轨迹优化

5．2．1 轨迹优化方案

5．2．2 轨迹优化实验

5．3 基于AMMAR多道次成形进给比优化

5．3．2 进给比优化试验

5．4 基于AMmR多道次成形轮廓偏差补偿的优化

5．4．1 轮廓偏差产生机理

5．4．2 轮廓偏差补偿轨迹设计方案

5．4．3 轮廓偏差补偿实验

5．5 基于AMMAR多道次成形与其他无芯模旋压成形方式对比

5．6 本章小结

第6章 基于AMMAR分段多道次旋压成形应用

6．1 旋压工件模型和曲线参数

6．2 基于AMMAR分段多道次旋压成形实验方案

6．3 基于AMMAR分段多道次旋压成形结果

6．4 本章小结

第7章 结论与展望

7．1 结论第7章 结论与展望

7．2 展望

参考文献