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金属板料数控渐进成形是一种利用数控机床控制成形工具运动使板料分层逐点变形获得目标零件的板料成形新工艺。在板料成形中回弹现象普遍存在,回弹是影响零件的尺寸精度的重要因素之一。研究金属板料数控渐进成形中的回弹,对回弹变形的预测和控制具有重要意义。
本课题基于ANSYS/LS-DYNA分析平台构建了金属板料数控渐进成形及其回弹模拟分析的有限元模型,根据模拟金属板料数控渐进成形圆台件所得的形状尺寸值与实验所得圆台件形状尺寸值的吻合程度,确定了金属板料数控渐进成形回弹模拟分析的合理边界条件;并通过分析金属板料数控渐进成形圆台件和棱台件模拟所得的尺寸值与其实验所得尺寸值的吻合程度,验证了金属板料数控渐进成形回弹模拟分析有限元模型的可信性。
通过研究金属板料数控渐进成形中圆台件的几何参数和成形工艺参数对回弹量的影响,结果表明回弹量随着零件成形角增加而逐渐减小;随着坯料厚度的增加,回弹量逐渐减小;随着成形工具直径的增加,回弹量逐渐减小;零件的口部直径、轴向进给量和摩擦条件对回弹量的影响不大。
根据对金属板料数控渐进成形中回弹量影响因素的研究,选取某一尺寸的圆台件和棱台件为渐进成形目标零件,以IT12级为尺寸精度目标,设计其渐进成形回弹补偿路径,获得了满足尺寸精度要求的零件。