漸進成形中加工道次對板材成形性能的影響.pdf

1、板材數(shù)控漸進成形是一項新型無模成形技術，它通過簡單成形工具頭對板材進行連續(xù)局部塑性加工，依靠塑性累積來獲得制件最終形狀，具有成形力小、柔性程度高、成本低和能提高板材成形性能等特點，特別適合小批量、多品種和快速原型制造，能夠滿足現(xiàn)代市場對產品個性化生產的需要，因此，該技術具有廣闊的發(fā)展前景。
　　論文針對漸進成形加工側壁較陡制件時壁厚減薄嚴重的問題，用ABAQUS分別模擬單道次、兩道次和多道次成形過程，獲取不同加工策略下制件壁厚、應

2、變等數(shù)據(jù)，探討加工道次對板材成形性能的影響，為復雜零件工藝路線制定提供參考。
　　首先，根據(jù)彈塑性有限元理論，對漸進成形過程建模方法進行規(guī)劃?？紤]計算精度和計算效率的統(tǒng)一，確定了基于S4R殼單元、涉及各向同性彈塑性材料模型、庫侖摩擦模型和工具頭空間軌跡動態(tài)加載等關鍵問題的去頂方錐件漸進成形過程仿真有限元模型。然后，設計一套壓邊裝置，在同等條件下對有限元模型進行實驗驗證，結果顯示，模擬獲得的制件壁厚和側壁形狀與實驗結果基本吻合；側壁

3、上A1、A2處的主應變變化規(guī)律與Jackson等提出的漸進成形變形機理相符。
　　其次，基于完整的漸進成形有限元模型，研究了半頂角、工具頭大小和下壓量等三個主要工藝參數(shù)對制件壁厚、等效塑性應變、最大等效應力和成形力的影響，結果表明，半頂角是影響板材成形性能的重要因素，半頂角越大，制件最小壁厚越大，板材變形越均勻；小的下壓量和大的工具頭直徑有利于獲得應變分布均勻和表面質量較好的制件；工藝參數(shù)對最大等效應力沒有影響；制件半頂角較大、下

4、壓量較大和工具頭直徑較大，都會使成形力增加。
　　再次，在考慮工藝參數(shù)影響的基礎上，進行幾何分析，并以半頂角為30°的去頂圓錐件為對象，利用有限元方法分別模擬單道次和兩道次漸進成形過程，經對比發(fā)現(xiàn)，兩道次成形通過增加塑性變形范圍來減小制件側壁上的變形程度，從而使板材變形更加均勻；單道次成形件的最小厚度在兩道次成形件對應區(qū)域有所增加，推遲了破裂的出現(xiàn)。經實驗驗證，模擬結果基本能反映實際情況。
　　最后，以某直壁復雜結構件為例，