【摘 要】
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现代制造业对板料成形工艺提出了更高的要求。本文的研究对象是一种某型号教练机用结构加强板,此类零件上的反拉深结构是薄壁钣金件成形中的一大难题。本文首先从零件结构特点板材充液拉深的基本力学公式出发,提出了增加辅助冲头的板材液压拉深复合成形新方法。为了验证该方法的可行性,采用了有限元技术与理论分析和实验研究相结合,对板材液压拉深复合成形过程进行了系统研究。最后,为了缩短新工艺在实际生产中的调参时间,获取
【基金项目】
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佛山市核心技术攻关项目“难加工材料的复杂异型曲面薄壁件精密充液成形关键技术及成套设备研发项目”（No. 101920001001369）
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现代制造业对板料成形工艺提出了更高的要求。本文的研究对象是一种某型号教练机用结构加强板,此类零件上的反拉深结构是薄壁钣金件成形中的一大难题。本文首先从零件结构特点板材充液拉深的基本力学公式出发,提出了增加辅助冲头的板材液压拉深复合成形新方法。为了验证该方法的可行性,采用了有限元技术与理论分析和实验研究相结合,对板材液压拉深复合成形过程进行了系统研究。最后,为了缩短新工艺在实际生产中的调参时间,获取最佳成形工艺参数,使用了Kriging代理模型对整个成形系统进行建模,并结合优化算法得到了最佳的工艺参数。主要研究内容和结果如下:根据零件的几何结构提出了板材液压拉深复合成形方法,设计了具有液压辅助的反拉深成形和反拉深液压胀形成形两种液压拉深复合成形方式。为了能正确模拟板材液压拉深复成形的成形过程,首先利用三个方向的单拉试验确定了2A12铝合金的基本力学性能参数,提出了建立成形过程有限元模型的方法。根据该方法建立了板材胀形的有限元模型,并且设计了相应的模具对有限元模拟结果进行了试验验证,利用评估点的厚度作为评估值,试验验证该数值模型可行有效。利用有限元法建立三种不同成形方式的有限元模型,在后处理中分析了三种成形方式中的成形效果,以及各自的起皱危险区和破裂危险区,结果表明具有液压辅助的反拉深成形方法在提升材料成形性能上有显著作用。随后,在HMRD方法中选取压边力和液压加载曲线两种工艺参数进行对照实验,确定了通过调整工艺参数对成形质量的影响规律。最后,通过实际实验验证了结果的准确性。利用有限元模拟构建了初始样本点,并建立了成形系统的Kriging代理模型,在验证了模型准确性后,结合遗传算法对工艺参数进行优化,获得了最佳工艺参数。使用该组工艺参数在有限元模拟中得到了成形质量较好的零件。
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