柔性钣金弯曲成形工艺与设备研究

来源 :武汉纺织大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhu_2009
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随着汽车、航空航天工业的飞速发展,传统机加工生产的零部件无法同时满足轻量化要求和高强度要求,因此,采用具有高强度、高刚度和轻重量的钣金弯曲结构件替代机加工零部件就成为了必然趋势。钣金弯曲成形过程是一个复杂的力学过程,由于金属材料机械性能无法保证完全一致性和传统钣金弯曲工艺固有的特点,使得钣金弯曲成形的弯曲回弹难以准确预测和控制,从而无法保证钣金弯曲结构件生产质量的稳定性和一致性。
  本文选取了一种汽车手刹基座弯曲结构件为实例,首先分析了采用模具弯曲成形生产中实际存在的问题和原因,通过有限元仿真软件分别仿真研究了压边力、弯曲次数、成形速度和摩擦系数等工艺参数对模具弯曲成形回弹角度的影响趋势。然后,针对传统模具弯曲工艺存在的普遍问题,提出了一种将模具钣金弯曲工艺和滚弯成形工艺相结合的柔性钣金弯曲成形方法,并对柔性钣金弯曲成形设备进行了原理设计:采用结构柔性化设计,弯曲设备只需快速更换弯曲凸模镶块即可进行不同产品生产;采用柔性伺服控制设计,针对不同产品,根据实时测量的零件厚度尺寸精确控制弯曲成形工艺参数;采用闭环控制技术,在线实时检测弯曲回弹角度并进行闭环实时校正,保证成品弯曲角度合格率。接着,针对手刹基座弯曲结构件,采用ABQUAS仿真软件对柔性钣金弯曲成形过程与模具弯曲成形过程在同一工况下进行了仿真对比分析,仿真结果证明柔性钣金弯曲成形工艺和设备设计方案可行,柔性弯曲成形工艺对弯曲回弹的控制优于模具弯曲成形工艺方法。最后,选择对钣金弯曲成形质量影响较大的弯曲成形速度、弯曲次数和弯曲压边力三个工艺参数,在ABQUAS软件下进行了多参数耦合正交实验仿真分析,得出最优工艺参数组合,并进行了仿真验证,为进一步的台架试验奠定了理论基础。
  研究表明,本文研究的柔性钣金弯曲成形工艺和设备能够有效地克服了传统模具钣金弯曲工艺的缺点,提高了钣金弯曲结构件的成形质量。本文的研究内容和研究成果对钣金弯曲成形工艺的探索和钣金弯曲成形生产具有重要的理论意义和实际应用价值。
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