小曲率钣金零件高压水射流成形回弹规律的研究

作     者：李志强 

作者单位：沈阳航空航天大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张凌云

授予年度：2016年

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主      题：小曲率 钣金零件 高压水射流成形 回弹 

摘      要：小曲率钣金零件广泛应用于飞机蒙皮和汽车覆盖件中,传统的成形方式是拉形,或拉形与胀形复合类、冲压成形等。回弹是这类零件成形中存在的成形缺陷之一,直接影响着零件的成形精度。零件的曲率越小,回弹就越大,成形精度就越低。因此,回弹是影响小曲率零件成形精度的主要因素。传统工艺对小曲率钣金零件回弹的控制主要靠试冲再修模的方式,成本高,效率低,背离了现在企业对零件加工高效、精准的要求。高压水射流成形技术是作为一种新的加工技术,零件的成形极限高,加工过程不会产生热效应,属于绿色加工。近年来,引起了很多科研人员和工程人员的关注。本文在对高压水射流成形原理进行深入探讨的基础上,对小曲率钣金零件在成形过程中,水射流对板料的打击力进行分析。通过运用大型有限元仿真模拟软件ABAQUS,分析了单曲率钣金零件在高压水射流成形和冲压成形中的回弹过程,并比较其回弹的差异和大小。本文运用大型通用ABAQUS仿真模拟软件分别对单曲率和双曲率钣金在高压水射流成形中的回弹进行分析。提出了回弹率的新概念表征零件整体回弹程度,对小曲率钣金零件高压水射流成形工艺参数对回弹率的影响做了比较细致的探索。重点分析了层间距、喷嘴进给速度对成形过程中零件回弹的影响,总结小曲率钣金零件在高压水射流成形时的回弹规律。同时设计了小曲率钣金零件在高压水射流成形和冲压成形中,回弹的对照试验方案和模具,以及水射流成形回弹规律的验证试验方案和模具。研究结果表明对小曲率钣金零件使用高压水射流成形回弹更小,成形质量更好,且其回弹的大小随着层间距和喷嘴进给速度的增大而变大。