单道次渐进成形锥形件壁厚稳定区域研究.docVIP

单道次渐进成形锥形件壁厚稳定区域的研究* （1．东南大学 材料科学与工程学院，江苏 南京 211189；） 高锦张1，贾俐俐2， （2．南京交通职业技术学院，江苏 南京 211188） 肖士昌1，徐 梁1 摘要：基于ANSYS/LS-DYNA分析平台构建单道次渐进成形锥形件的有限元模型，利用数值模拟和实验方法研究单道次渐进成形锥形件减薄带出现后的壁厚稳定区域最大直径的影响因素。研究结果表明壁厚稳定区域的最大直径随着成形角、锥形件口部直径的增大近似线性增大；轴向进给量和坯料厚度对壁厚稳定区域的最大直径影响较小。 关键词：渐进成形；减薄带；成形角；锥形件口径；增加坯料尺寸 中图分类号：TG376.9 文献标识码：A Research on area with stable thickness of conical part in single-path incremental forming process GAO Jin-zhang1，JIA Li-li2，XIAO Shi-chang1，XU Liang1 （1． School of Material Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 211189） （2．Nanjing Communications Institute of Technology, Nanjing 211188, china） Abstract：On the base of ANSYS/LS-DYNA, the finite element model of single-path incremental forming of conical part was constructed. Adopting the method of numerical simulation and experiment, it was researched that the influencing factors of max-diameter of area with stable thickness after thinning band appears in single-path incremental forming conical part process. The results show that the max-diameter of area with stable thickness increases almost linearly with the increasing of forming angle and the diameter of conical part; and the spindle feed step and blank thickness have little effect on the max-diameter of area with stable thickness. Keywords：incremental forming；thinning band；forming angle；ncreasing the dimension of blank 引言 板料数控渐进成形是利用渐进成形机或数控机床控制成形工具运动使板料发生分层逐点的变形，它源于快速原型制造技术中“分层制造”的思想，将零件复杂的三维整体成形方式分解成一系列二维层面的局部逐点成形方式，利用材料变形累积最终获得产品零件，其成形过程如图1所示。采用数控渐进成形工艺成形制件时，理论上能够实现逐点控制板料的变形，与传统的金属板料成形工艺相比，该工艺具有无需专用模具，自动化程度高，成形极限大等优点，特别适合新产品的开发、试制，以及各种形状复杂零件的生产。 锥形件形状比较简单，是板料数控渐进成形的典型制件之一，研究锥形件的渐进成形过程可以对其它复杂形状制件的成形提供一定的指导。 图渐进成形示意图Fig.1 Schematic of incremental forming process 1 单道次渐进成形锥形件理论壁厚值 在单道次渐进成形锥形件时，假设板料在径向方向上位置保持不变，即板料中任意点的径向位置变形前后保持不变，板料不发生收缩质点仅在轴向发生运动图所示Fig.2 Schematic of sheet deformation 在图2中，θ为初始板料轮廓与成形后板料轮廓之间的夹角，称为成形角，根据体积不变有0·dx = t·L，dx = L·cosθ 得：t = t0·cosθ （1） 式中t ——板料成形后厚度； t0板料厚度 图3 制件壁厚分布 Fig.3 Finite element model 减薄带的出现破坏了