【摘要】：板材沖壓成形具有尺寸精度高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、加工時間短、生產(chǎn)效率高和易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點,在工業(yè)生產(chǎn)中用來成形汽車、飛機的蒙皮件等。沖壓成形中,坯料凸緣部分由于失穩(wěn)會產(chǎn)生起皺缺陷。通常情況下,通過設(shè)置壓邊裝置可以有效抑制起皺。但是當(dāng)成形件形狀復(fù)雜、變形量較大時,由于深度不一樣,各個位置坯料流動量是不均勻的。在壓邊圈的作用下,板材所受的應(yīng)力不符合自身需要、金屬流動受到限制,造成金屬堆積或者減少,產(chǎn)生皺紋或者拉裂缺陷。板材離散壓邊多點成形將整體壓邊成形與離散思想相結(jié)合,用相互獨立的壓邊塊代替整體壓邊裝置,通過液壓或者機械方式調(diào)節(jié)壓邊力的大小,利用離散壓邊塊的自協(xié)調(diào)運動而柔性成形。采用這種新型的板材柔性成形方法,可以根據(jù)成形件各個位置變形量的不同設(shè)置壓邊塊,通過調(diào)整壓邊力的大小,有效抑制起皺的發(fā)生,得到應(yīng)力、應(yīng)變、厚度分布均勻的成形件。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:1.離散壓邊多點成形工藝及實驗研究提出離散壓邊多點成形工藝的設(shè)計思想和基本原理,對成形工藝進行了系統(tǒng)研究,并指出該技術(shù)的成形優(yōu)勢。實驗中以球形件為研究對象,與多點模配合使用,采用控制單一變量的方法進行了一系列離散壓邊多點成形實驗。結(jié)果表明:在無角部壓邊、壓邊塊越小、數(shù)量越多、間隙越小以及優(yōu)化壓邊條組合方式下,可以得到最優(yōu)成形件。2.離散壓邊多點成形有限元模型的建立探討了彈塑性材料的本構(gòu)關(guān)系,主要介紹了材料的屈服準則、流動準則以及硬化準則;研究了薄板大撓度塑性變形的動力有限元分析的基本方程和虛功原理。在有限元理論的基礎(chǔ)上,詳細介紹了離散壓邊多點成形的建模過程,包括構(gòu)建幾何模型和材料模型、定義邊界條件和接觸、劃分網(wǎng)格等,為離散壓邊多點成形數(shù)值模擬提供指導(dǎo)。3.整體壓邊與離散壓邊多點成形結(jié)果的對比以球形件為例,建立了整體壓邊和離散壓邊的有限元模型。通過對比分析了兩種成形方式的應(yīng)力、應(yīng)變、厚度、材料流動以及起皺斷裂情況,驗證了離散壓邊多點成形方式的優(yōu)越性。結(jié)果顯示:采用離散壓邊方式所得成形件材料流動合理可控,應(yīng)力、應(yīng)變以及厚度變化均勻,由于柔性成形使得成形件壓邊區(qū)域隨形,成形質(zhì)量良好。4.壓邊塊參數(shù)對離散壓邊多點成形結(jié)果的影響建立了不同的有限元模型,系統(tǒng)研究了壓邊塊大小、數(shù)量以及角部壓邊對成形結(jié)果的影響。研究結(jié)果顯示:壓邊塊長度越小,應(yīng)力分布也更加均勻,材料流動越合理,成形件成形深度越接近理論大小;隨壓邊塊數(shù)量的增加,板材起皺現(xiàn)象得到抑制,成形件應(yīng)力最大值減小,應(yīng)力分布更加均勻;無角部壓邊時成形件應(yīng)力、應(yīng)變分布更均勻,成形深度更大。5.力能參數(shù)對離散壓邊多點成形結(jié)果的影響以球形件為研究對象,選取了壓邊力大小、壓邊力分布以及摩擦系數(shù)三個因素進行分析。研究表明:壓邊力為10MPa時,成形件應(yīng)力和厚度分布均勻,成形良好;優(yōu)化壓邊力分布,成形件應(yīng)力最大值明顯減小,應(yīng)力、應(yīng)變分布更加均勻;在0-0.3的合理范圍內(nèi),隨摩擦系數(shù)的增加,成形件應(yīng)力分布區(qū)間減小,成形區(qū)域內(nèi)的等效應(yīng)變最小區(qū)域增加,厚度分布更為均勻。
【圖文】：

（a） 整體模具 （b） 多點模具圖 1.1 整體模具與多點模具的成形原理Fig.1.1 Principals of rigid-die forming and multi-point formin60 年代的日本，造船業(yè)高速發(fā)展，鑒于船體曲面的加工生

吉林大學(xué)研制的多點拉形模具
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG306

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本文編號：2549786