基于環(huán)向應變量優(yōu)化的無芯模旋壓變參數(shù)成形方法研究.pdf

1、旋壓成形技術因設備簡單、變形力小、改善材料性能及無屑成形等優(yōu)勢，已廣泛應用于機械加工領域。但特定芯模的使用限制旋壓成形的柔性，阻礙旋壓技術的進一步發(fā)展。無芯模旋壓采用通用芯模增強旋壓成形的柔性，是一種頗具潛力的新型金屬成形技術，具有廣闊的研究及應用前景。鑒于旋壓成形工藝參數(shù)對不同質(zhì)量參數(shù)的影響通常呈現(xiàn)矛盾趨勢，采用恒定成形工藝參數(shù)難以實現(xiàn)無芯模旋壓參數(shù)化、智能化和精密化的發(fā)展要求。
　　為解決上述問題，本文建立了基于環(huán)向應變量的旋

2、壓成形量參數(shù)化表征模型及旋輪軌跡曲線參數(shù)化模型，為構(gòu)建工藝參數(shù)-成形質(zhì)量影響模型確立奠定基礎;構(gòu)建坯料成形過程顯式分析與坯料回彈過程隱式分析相結(jié)合的有限元分析模型，獲取無芯模旋壓坯料自由變形機理;基于自主研發(fā)的復合式板料旋壓機建設無芯模旋壓成形試驗平臺及成形件質(zhì)量參數(shù)測量方法。對變參數(shù)旋壓方法的機理進行分析，形成關鍵旋壓工藝參數(shù)的調(diào)整思路。
　　提出了基于道次間環(huán)向應變量優(yōu)化分配的無芯模旋壓變軌跡形狀設計方法?；诘来伍g環(huán)向應變量

3、優(yōu)化分配，獲取道次間距優(yōu)化設計方案，為后續(xù)研究奠定工藝方案基礎。比較了四種軌跡形狀設計和三種道次間距設計方法，進而提出軌跡形狀設計中利于形狀誤差抑制的“幾何相似性原則”及利于壁厚保持的“小曲率原則”;道次間距設計中利于形狀誤差抑制的“環(huán)向應變量趨大原則”及利于壁厚保持的“環(huán)向應變量均勻分配原則”。在此基礎上根據(jù)終道次優(yōu)先的改進思路提出變軌跡綜合優(yōu)化設計方案。
　　提出了基于道次間/內(nèi)環(huán)向應變量逐層分解的無芯模旋壓變進給比旋壓方法。

4、將總環(huán)向應變量進行道次間分解，根據(jù)各道次環(huán)向應變量進行道次間成形時間優(yōu)化分配，提出有利于提高形狀精度的“環(huán)向應變勻速分解原則”及“終道次充分成形原則”，通過與道次間環(huán)向應變量相聯(lián)系的道次間變進給方法實現(xiàn)坯料整體勻速變形。將終道次內(nèi)環(huán)向應變量進行分解，根據(jù)局部環(huán)向應變進行道次內(nèi)成形時間優(yōu)化分配，并提出有利于抑制形狀誤差的“環(huán)向應變趨大充分成形原則”。
　　提出了基于環(huán)向應變量-形狀誤差分治的無芯模旋壓變軌跡形狀修正方法。通過動態(tài)-靜

5、態(tài)分步求解方法獲取回彈及過成形誤差的形成機理與分布特征，從而建立二者與環(huán)向應變量的影響模型。提出利于回彈誤差控制的“環(huán)向應變均勻分布原則”及利于過成形誤差控制的“環(huán)向應變均勻變化原則”。通過無芯模旋壓變軌跡形狀修正方法實現(xiàn)回彈和過成形誤差的分離及基于形狀誤差數(shù)據(jù)的一次修正，并在此基礎上根據(jù)形狀誤差-環(huán)向應變量關系模型實現(xiàn)“繼發(fā)性”形狀誤差的預補償。
　　為驗證本文所提出變參數(shù)成形方法的有效性，將變軌跡設計、變進給比方法和變軌跡形狀