基于3D打印支撑模具的板料双点渐进成形研究

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板料双点渐进成形工艺在近几年得到了广泛的关注。现在产品生产趋于小批量、多样性、个性化,板料双点渐进成形工艺会越来越成熟。本文采用了与3D打印技术相结合的渐进成形加工工艺,利用3D打印设备完成支撑模具加工。用加工完成的模具作为支撑模具,板料渐进成形1mm厚的铝板。对成形工件进行成形精度的分析以及跟其他学者完成的研究数据进行对比,结果表明采用3D打印技术完全可以代替代木等高耗材高成本材料来加工模具。本文提出测试板料双点渐进成形性能的新方法:球冠法。通过对不同厚度的板料进行成形得到不同成形破裂角度,结果表明球冠法可以作为双点渐进成形性能判断方法。对不同半径尺寸的模具进行成形加工得到不同尺寸工件的成形破裂角。对比后得到结果,在选定的四个尺寸内成形破裂角度较稳定。但相对于实验条件,之后研究的模具半径尺寸定为45mm。利用球冠法测试板料双点渐进成形性能。选择四个工艺参数作为实验参数,研究每个参数对板料渐进成形性能的影响。得到的结果是工具头直径越小,成形性能越好;加工步长越小,成形性能越差;进给速度越高,成形性能越好;板料厚度越大,成形性能越好。本文还发展了提高板料成形性能的新方法:双点锤击式渐进成形。通过双点连续接触式渐进成形改进成为间歇式板料接触的锤击式渐进成形,减少了加工时的剪切力,提高了板料成形性能。本文还对板料成形精度进行了研究,选用三种不同加工方法对同一设计模型进行加工即:单点连续接触式渐进成形、双点连续接触式渐进成形、双点锤击式渐进成形三种方法分别成形球冠工件。利用Geomagic软件将实测工件外轮廓拟合曲面与理论外轮廓曲面进行壁厚评价。得到结果,双点锤击式渐进成形工件成形精度最好,其次是双点连续接触式渐进成形,而单点连续接触式渐进成形工件成形精度最差。结果表明通过改进加工方法不仅改变了板料成形性能同时也提高了板料的成形精度。本文对油门踏板固定板的渐进成形工艺流程进行了研究。用双点连续接触式渐进成形、双点锤击式渐进成形两种方法分别对模型进行加工得到工件。对工件进行成形精度测量,将两种方法得到工件的成形精度进行对比,发现在实际汽车零件生产中,双点锤击式渐进成形精度同样高于双点连续接触式渐进成形。
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