新闻中心

精密成形工程:金属板材渐进成形工具头运动策略与成形质量分析

2023-08-21
摘要:目前针对渐进成形零件质量的改善,国内外研究学者提出了多种不同的工具头运动策略,不同运动策略对成形质量的改善程度各有差异,且基于工具头运动策略改进零件成形质量还有很大的空间,因此提出了一种改进的定弦长层切法策略,通过有限元仿真对不同工具头运动策略对零件成形质量的影响进行了比较。

  【作 者】叶又;汪锦成;刘亿

  工业4.0对全球制造业产生了巨大的影响,传统的大批量生产模式正逐渐向大规模定制转变,新的工业浪潮对按需生产和柔性制造提出了更高的需求[1]。金属板材渐进成形适用于加工个性化小批量零件及非旋转体复杂曲面零件,凭借其开发周期短、经济成本低等优势,在柔性成形制造领域得到广泛关注[2]。

  金属板材渐进成形技术是基于快速原型制造技术“分层制造”思想所发展起来的一种无模成形技术,成形过程中工具头按照预定的轨迹,逐层局部成形金属板材,最终得到相应的零件形状[3]。工具头运动轨迹对成形件的表面质量、形状及尺寸精度具有很大的影响。

  目前针对渐进成形零件质量的改善,国内外研究学者提出了多种不同的工具头运动策略,不同运动策略对成形质量的改善程度各有差异,且基于工具头运动策略改进零件成形质量还有很大的空间,因此提出了一种改进的定弦长层切法策略,通过有限元仿真对不同工具头运动策略对零件成形质量的影响进行了比较。

  【结 论】

  针对渐进成形提出了一种改进的定弦长层切法运动策略,通过有限元仿真比较了不同渐进成形工具头运动策略对成形零件质量的影响,得到以下结论。

  1)采用不同的渐进成形工具头运动策略,成形后的零件均出现侧壁回弹、底部鼓包和厚度减薄缺陷。

  2)提出的改进定弦长层切法轨迹的成形策略能够有效避免零件底部出现压痕缺陷,获得的零件具有较好的形状精度,相较于定增量一同方向进给轨迹成形,其侧壁最大回弹量减小了14.8%,底部最大鼓包高度降低了30.8%。

  3)不同的工具头运动策略对零件厚度减薄影响较小,定间隔一交替运动层切法成形的零件厚度减薄最严重,改进的定弦长层切法运动策略相对其厚度减薄减小了4.6%。

  以下是正文:

1

2

3

4

5

6



标签: 成形