DC04单点渐进成形性能及质量控制研究
单点渐进成形技术是一种新型的钣金柔性加工技术，该技术可在简单辅助装置的配合下快速成形一些形状复杂的钣金零件，相比传统成形工艺该成形技术具有加工周期短、成本低、可成形性能高等优点，适合于小批量、形状复杂的钣金零件加工。DC04冷轧钢是目前应用最广泛的钣金材料之一，其成形工艺大多是传统冲压成形，但对于个性化、小批量零件的生产制造其成本不容乐观，因此将单点渐进成形技术引入到DC04冷轧钢的成形加工中具有极其重要的意义。本文以DC04冷轧钢为研究对象，对比分析了单点渐进成形相比较于传统拉深成形的成形缺陷，针对这些成形缺陷进行了一系列的优化，并得出了较为可行的优化方案，为单点渐进成形技术在DC04冷轧钢成形中的实际应用和推广提供了基础。 首先本文以金属塑性加工理论为基础分析了单点渐进成形和传统拉深成形过程的应力应变状态，推算了单点渐进成形的壁厚变化理论公式。并以圆锥形零件为例通过传统拉深成形和单点渐进成形的对比实验，得到了单点渐进成形相比较拉深成形存在成形尺寸精度差、表面质量低、零件壁厚均匀度高、易成形等特点，为单点渐进成形的研究提供了较为明确的方向。 其次重点探究了层下压量、工具头直径、进给速度、主轴转速四种工艺参数对DC04单点渐进成形质量和成形性能的影响。以变角度圆锥杯为实验模型通过有限元数值模拟和实验探究了该四种工艺参数对DC04单点渐进成形性能的影响大小和顺序，并且分别分析了该四种工艺参数对成形性能的影响规律。通过理论分析和数值模拟探究了层下压量、工具头直径对单点渐进成形的影响，进一步以理论分析和数值模拟的实验结果为依据，通过实验分别探究了不同工艺参数对成形尺寸精度和表面质量的影响规律，并进行了综合分析。此外通过正交实验分别对该四种工艺参数在成形尺寸精度和表面质量上进行了优化，得到了最优组合，解决了单点渐进成形表面质量差的问题。 最后利用有限元数值模拟和实验对单点渐进成形的工具头运动轨迹进行了优化，解决了成形零件表面的压痕问题。进一步尝试了尺寸精度补偿和单点渐进成形工艺优化两种提升成形尺寸精度的方法，再通过分析前文的实验结论确定了单点渐进成形的质量优化方案，且对该优化方案的可行性进行了验证，验证发现优化后相比较优化前成形零件的尺寸精度和表面质量分别提升了90.3%和50.2%。
单点渐进成形;成形质量;工艺参数;成形轨迹;成形性能;数值模拟
西华大学
硕士
工程硕士
彭必友;郭金鹏
2022
中文
TG306
2022-11-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）