3 工具头成形策略对零件厚度分布的影响金属板材渐进成形过程中主要的变形模式是沿板材侧壁母线方向上的拉伸和板材厚度方向上的剪切,侧壁拉伸与零件侧壁角度和零件深度直接相关,由于零件四周被夹紧,限制了材料流动,零件侧壁的表面积增大而体积得不到补充,因此零件侧壁厚度方向出现剧烈的减薄。厚度减薄最严重区域均出现在侧壁靠近压边位置,且侧壁厚度呈现出随深度增大而增加的梯度分布规律。表 1 比较了 4 种运动策略成形完成时刻的最小单元厚度,采用 4 种成形策略零件的侧壁减薄都较为严重,其中定间隔-交替运动层切法的最小单元厚度最小,改进的定弦长层切法轨迹成形的零件厚度较其他策略成形的零件更为均匀,厚度减薄率相较定间隔-交替运动层切法减小了 4.6%。
结论
针对渐进成形提出了一种改进的定弦长层切法运动策略,通过有限元仿真比较了不同渐进成形工具头运动策略对成形零件质量的影响,得到以下结论。1)采用不同的渐进成形工具头运动策略,成形后的零件均出现侧壁回弹、底部鼓包和厚度减薄缺陷。2)提出的改进定弦长层切法轨迹的成形策略能够有效避免零件底部出现压痕缺陷,获得的零件具有较好的形状精度,相较于定增量-同方向进给轨迹成形,其侧壁最大回弹量减小了 14.8%,底部最大鼓包高度降低了 30.8%。3)不同的工具头运动策略对零件厚度减薄影响较小,定间隔-交替运动层切法成形的零件厚度减薄最严重,改进的定弦长层切法运动策略相对其厚度减薄减小了 4.6%。
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