连续多点成形方法、装置及成形实验研究

论文摘要

连续多点成形是本文提出的一种新型的板材三维曲面成形技术,其主要原理是在可随意弯曲的工作辊上设置多个调整机构,构成多点调整式柔性辊,通过柔性辊的旋转实现工件的连续进给与塑性变形,从而实现工件的无模、连续、柔性成形。通过不同数量、不同布置、不同旋转方向的多点调整式柔性辊组合,可以实现卷板、旋压等多种不同效果的柔性塑性成形。连续多点成形方法的技术关键在于多点调整式柔性辊的结构设计与调整两个方面,本文选用钢丝软轴做为柔性辊,提出开口轴承的设计思路,并给出两种调形方式。基于连续多点成形原理与传统的卷板成形工艺,研制出三维曲面卷板成形装置,通过试验验证连续多点成形技术的可行性与实用性。分析板材厚度和宽度对成形件的影响,探讨一步成形和分步成形工艺对成形件的影响;对卷板成形过程进行数值模拟研究,给出成形球形件和鞍形件的数值模拟和实验结果。基于连续多点成形原理与传统的旋压成形工艺,研制出高效旋压成形装置,对该装置的上调整板等主要构件进行结构设计和强度计算。在该旋压装置上进行大量实验,研究不同成形工艺和参数对成形件壁厚减薄的影响。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景
• 1.3 板材常规成形方法的国内外研究现状
• 1.3.1 模具成形
• 1.3.2 卷板成形
• 1.3.3 旋压成形
• 1.4 板材柔性成形方法的国内外研究现状
• 1.4.1 水火弯板成形
• 1.4.2 喷丸成形
• 1.4.3 激光成形
• 1.4.4 渐进成形
• 1.4.5 多点成形
• 1.5 选题的意义及主要研究内容
• 1.6 小结
• 第二章 连续多点成形方法的提出
• 2.1 引言
• 2.2 板材成形方法的分类与比较
• 2.2.1 整体成形与局部成形
• 2.2.2 分段成形与连续成形
• 2.2.3 点成形、线成形与面成形
• 2.2.4 连续多点成形
• 2.3 连续多点成形基本原理
• 2.3.1 多点调整式柔性辊
• 2.3.2 成形原理
• 2.4 连续多点成形时应力和应变状态
• 2.4.1 静压状态下板材的应力和应变
• 2.4.2 滚压状态下板材的应力和应变
• 2.5 小结
• 第三章 成形装置关键件及调形方式研究
• 3.1 引言
• 3.2 柔性辊
• 3.2.1 柔性辊结构
• 3.2.2 柔性辊设计
• 3.3 开口轴承
• 3.3.1 工作原理
• 3.3.2 结构设计
• 3.3.3 结构分析
• 3.4 调形方式
• 3.5 小结
• 第四章 三维曲面卷板成形装置
• 4.1 引言
• 4.2 柔性辊布置
• 4.3 柔性辊驱动形式
• 4.3.1 单端驱动形式
• 4.3.2 双端驱动形式
• 4.4 上柔性辊整体调整机构设计
• 4.5 装置的主要参数与结构
• 4.5.1 主要参数及工艺特点
• 4.5.2 主要结构
• 4.6 成形过程
• 4.7 小结
• 第五章 三维曲面卷板成形的实验研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验结果
• 5.3 板材参数对成形件的影响
• 5.3.1 板材厚度的影响
• 5.3.2 板材宽度的影响
• 5.4 成形工艺对成形件的影响
• 5.4.1 一步成形
• 5.4.2 分步成形
• 5.4.3 多次滚压成形时滚压次数的影响
• 5.4.4 三种成形方式的比较
• 5.5 卷板成形过程数值模拟
• 5.5.1 球形件成形
• 5.5.2 鞍形件成形
• 5.6 小结
• 第六章 高效旋压成形装置
• 6.1 引言
• 6.2 柔性辊的布置
• 6.2.1 成形碟形件的柔性辊布置
• 6.2.2 成形筒形件的柔性辊布置
• 6.3 柔性辊的驱动形式
• 6.3.1 成形碟形件的驱动形式
• 6.3.2 成形筒形件的驱动形式
• 6.4 主要结构
• 6.4.1 框架结构
• 6.4.2 调整板
• 6.5 上柔性辊整体调整机构设计
• 6.6 装置的主要参数与结构
• 6.6.1 装置主要参数
• 6.6.2 总体结构
• 6.7 小结
• 第七章 高效旋压成形的实验研究
• 7.1 引言
• 7.2 实验结果
• 7.3 成形工艺对碟形件壁厚减薄的影响
• 7.3.1 不同成形工艺的影响
• 7.3.2 摩擦系数的影响
• 7.4 下压量对筒形件起皱的影响
• 7.5 成形工艺对筒形件壁厚减薄的影响
• 7.6 小结
• 第八章 结论
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表论文及主要成果
• 摘要
• Abstract
• 致谢