第42卷第4期 Vol.42No.4
假压技术
FORGING &STAMPING TECHNOLOGY
方锥件渐进成形扭曲规律及影响因素
赵伟，林剑豪，陈丽（福州大学至诚学院，福建福州350002）
2017年4月 Apr.2017
摘要：渐进成形中，工具头在成形过程中不断推压板料，造成板料产生扭曲变形，影响零件的尺寸精度。为降低零件扭曲程度，提高零件成形精度，以方锥件为例，借助有限元数值模拟，研究渐进成形过程中板料扭曲变形规律，并采用单因素分析法，分析渐进成形各工艺参数对板料扭曲的影响。结果显示，零件底部和侧壁的板料产生了一定程度的扭曲，随着成形深度的增加，扭曲位移最大的位置逐渐向侧壁中部靠近，最终扭曲程度沿侧壁大致呈抛物线分布，且随着工具头半径的减小和层闻距的增大，零件扭曲程度加剧。结果表明，通过改变工具头半径和层间距能降低零件扭曲程度，提高零件成形精度。
关键词：锥形件：扭曲位移：渐进成形：层间距；工具头半径 DOI: 10. 13330/j. issn. 1000-3940. 2017. 04. 013
中图分类号：TG386
文献标识码：A
文章编号：1000-3940（2017）04-0068-06
Distortionregulationandinfluencingfactorsofsquarecone-shapedpartsin
incrementalforming Zhao Wei, Lin Jianhao, Chen Li
( School of Zhicheng College, Fuzhou University, Fuzhou 350002, China)
Abstract : Because the continued push of the forming tool to the blank in the incremental forming process, the blank was distorted and the dimensional accuracy of parts was affected. To reduce the distortion of parts and improve the forming precision, taking square cone-shaped part for example, the regulation of deformation was studied by means of finite element numerical simulation, and the influences of parame-ters on distortion were studied by the single factor analysis method. The results show that the bottom and side wall of part are distorted to some extent. With the increase of forming depth, the position of the maximum distortion displacement is close to the middle part, and the distortion occurs parabola distribution along the lateral wall finally. Furthermore, the distortion of parts increases with the decrease of tool radius and the increase of layer spacing. The results show that the distortion of parts can be reduced and the precision can be improved by changing the tool radius and layer spacing.
Key words : cone-shaped part; distortion displacement; incremental formning; layer spacing: tool radius
作为一种连续局部成形技术，渐进成形是依靠工具头沿成形轨迹运动的同时对板料进行局部挤压，造成板料局部变形，最终达到制件要求的形状，特别适合小批量、多品种板料零件的成形[1-3]。在渐进成形过程中，零件法兰部分板料被压边圈压住，几乎不参与成形。成形时，工具头沿着成形轨迹对板料不断进行推挤，必然造成板料浩者工具头运动方向的扭曲，严重影响零件的尺寸精度[4]。这种现象在盒型零件的渐进成形中尤为突出，因此，本文
收稿日期：20161001；修订日期：20161230
基金项目：国家级大学生创新创业训练计划项目（201613470002）；福建省教育厅科技项目（JAT160660）
作者简介：赵伟（1987-），男，硕士，讲师
E-mail: 464228854@ qq com 万方数据
以方锥件为例，借助有限元数值模拟，研究渐进成形过程中板料扭曲变形规律，并采用单因素分析法，对影响板料扭曲的各工艺参数进行探讨。
几何模型 1
成形长80mm×宽80mm×高37.5mm、壁厚为0.6mm的方锥件，如图1所示。材料为LY12硬质铝合金板。零件由于侧壁倾斜较大，采用普通冲压成形易产生起皱和破裂，本文采用渐进成形工艺进行加工。在保证成形质量的前提下，依据工艺补充面应尽量小以提高材料利用率的原则，设计如图 2所示的工艺补充面及压料面。渐进成形中，相对于板料尺寸而言，工具头很小，在成形过程中仅迫使板料产生局部胀形，难以使法兰边的板料流人模