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南京工程学院学报:辅助工艺孔参数对板材渐进成形性能影响研究

2023-04-03
摘要:渐进成形技术是一种适用于单件、小批量产品的无模柔性成形方法,该技术采用快速原型制造技术中分层制造的思想,本文通过数值模拟与试验验证相结合的方法,初步研究不同工艺孔参数对板材渐进成形性能的影响。

  【作 者】闫飞宇;查光成;黄奕;张晨;查威

  渐进成形技术是一种适用于单件、小批量产品的无模柔性成形方法,该技术采用快速原型制造技术中分层制造的思想,将复杂制件的三维形状沿Z轴方向分层离散化,分解成一系列二维层面的局部逐点塑性成形,使用预先编制好的数控程序驱动工具头对金属板料进行分层逐点成形,在渐进成形机上最终生产出目标零件[1 -3].与传统的冲压模具成形相比,无模渐进成形技术具有柔性高、成本低、周期短等优点,具有较好的应用价值.

  金属板材加工件在渐进成形过程中壁厚变化符合余弦定理,当成形角超过成形极限时,加工件壁厚会发生急剧减薄并产生破裂,导致零件质量达不到应用要求,不利于渐进成形技术的推广应用.目前,大成形角加工件常采用多道次渐进成形工艺解决壁厚减薄问题,但是多道次成形工序复杂、质量不易控制、生产效率低.

  在结构复杂的冲压件或大型覆盖件中,常采用工艺切口实现动态补料,可以有效控制板材变形、减少工序数量、提高冲压件的质量[4];文献[5]提出在渐进成形零件工艺辅助面挖去适当的材料,开设辅助工艺孔,通过提高成形区域外材料的变形能力来提高成形性能;文献[[6]通过在工艺辅助面开设工艺孔提高渐进成形制件的成形极限.但相关文献只是简单提出了相关工艺,并没有开展工艺孔的位置、形状、孔型等参数对板材渐进成形性能的影响研究.

  针对上述问题,本文通过数值模拟与试验验证相结合的方法,初步研究不同工艺孔参数对板材渐进成形性能的影响.

  【结 论】

  1)在工艺辅助面开设合理的工艺孔,可以有效地对成形区域进行补料,改善成形件壁厚分布,孔型II对壁厚的改善效果更加明显;

  2)腰形孔(孔型Ⅱ)相较于圆孔(孔型Ⅰ)具有更长的壁厚稳定区域,对壁厚减薄带的改善效果更好;

  3)在孔搭边量不变的情况下,工艺孔孔长越大,对壁厚的改善效果越好,孔节距角越小对壁厚的改善效果越好.

  以下是正文:

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标签: 成形