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板材
单点
增量
成形
夹具
设计
cad
- 资源描述：
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板材单点增量成形夹具设计【含4张CAD图】
【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】图纸预览详情如下：
- 内容简介：
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I板材单点增量成形夹具设计板材单点增量成形夹具设计摘要：单点增量成形作为一种新型板材柔性无模成形技术，其基于分层制造思想，通过工具头一层一层加工金属板料，柔性化程度高，利用局部变形实现金属板料零件的加工。和传统冲压成形相比，不需要专用设备和模具，能够缩短产品研发周期，降低产品研发成本，特别适用于多品种、小批量以及个性化生产，在汽车、船舶、家电、航天航空等领域有广泛的应用前景。当前单点增量成形过程中一般采用上下压板和螺栓对板料进行夹持，其过程需要人工辅助， 加工 ，为 一 ，需要设计一种具有 压 能的新型板材单点增量成形夹具。采用有 和实 相 的 ， 单点增量成形过程中 变形的变化，对其成形、层、板料度及工具头currency1对变形的进行研“， 不工fi下成形过程的fl 变形 的fl 变形 成形夹具的压板和压 ，分别利用AutoCAD和Solidworks件进行成形夹具的”和设计，对夹具的 行性进行 模 ，fl 一种 以 度高夹 的成形夹具。单点增量成形fi 分 模变形夹具设计Abstract Single point incremental forming is a new type of sheet metalflexible dieless forming technology. Based on the idea of layered manufacturing, themetal sheet is processed one layer at a time through the tool head. The degree offlexibility is high, and the metal sheet part is realized by local deformation.Processing. Compared with traditional press forming, it does not require specialequipment and molds, which can shorten the product development cycle and reducethe cost of product development. It is especially applicable to many varieties, smallbatches, and individualized production. It has applications in automobiles, ships,home appliances, aerospace and other fields. Wide application prospects. In thecurrent single-point incremental forming process, upper and lower press plates andbolts are generally used to clamp the sheet material, and the process needs manualassistance, which seriously affects the processing efficiency. To solve this problem, anew type of automatic pressing and positioning function needs to be designed. Sheetsingle point incremental forming fixture.In this paper, finite element simulation and experimental methods are used toobtain the variation law of the isotropic deformation force in the single-pointincremental forming process. The effects of forming angle, layer spacing, sheetthickness, and tool head diameter on the deformation force are studied. Themaximum deformation force of the forming process under different processparameters is obtained; the platen size and compression method of the formingfixture are selected according to the obtained maximum deformation force, and thetwo-dimensional and three-dimensional design of the forming fixture arerespectively performed using AutoCAD and Solidworks software, and the fixture isThe feasibility of three-dimensional animation simulation, and ultimately get afixture can greatly increase the clamping efficiency.IIIII板材单点增量成形夹具设计Keywords: single point incremental forming; numerical analysis and modeling;deformation force; fixture design;目 录要 Abstract 单点增量成形的 单点增量成形的 研“现 本 研“ 要 单点增量成形过程变形分 单点增量成形变形 单点增量成形变形fi 模 有 fi 模 fi设 变形模 工fi对变形的 单点增量成形过程变形实 研“ 实 设备 基于 的 生成 成形件实 模 单点增量成形过程加工 的生成 程 的生成 实 和模型 单点增量成形夹具设计 及 mability in single p int inc emental f ming: A c mpa ative analysis f the state f the a t 中 单点增量成形过程中成形性的研“现 IV1板材单点增量成形夹具设计1绪 论1.1单点增量成形的原理随着加工制造业的发展需求，传统的制造 也发生着改变。金属板料的加工从有模成形变化 无模柔性， 些都是适应现制造业柔性，绿色等要求特点而发展起来的金属板料的成形技术。现已经出现的板料柔性成形技术 要有单点增量成形、多点无模成形、激光热应成形、旋压成形、喷丸成形等1 。上述无模成形技术都是借助fi控机床来实现对金属板料的无模柔性加工，克服 传统成形技术依靠模具成形的不足，对新产品的研发试制及小批量个性化的产品生产有非常 要的意义 2 。上世纪 90 年初，日本学者松 茂夫出一种新型的金属板料成形 ，即板料单点增量成形技术。通过计算机辅助制造fi控机床相 的 ，通过 CAD/CAM 辅助制造技术完成待加工产品模型的 立，生成的 NC 高精度fi控机床的运行来实现3-4，其成形 如图 1-1 所示。因为CAD/CAM 技术的发展， 以完成较复杂的模型加工，现fi控机床加工精度的高，使 复杂 模 以在fi控机床上实现。该技术在板料成形时不需要专用模具或仅需要简单的支撑工具，其所需的成行小，适 零件的试制及小批量生产，满足 市场对产品的多样化和个性化需求。鉴于fi控单点增量成形技术的优点， 学者已经开始注 种兴起的先进柔性塑性成形技术，对它进行 很多研“工作取 量的研“成 。工具头上压板板料下压板图1-1 单点增量成形 1.2单点增量成形的国内外研究现状金属板料单点增量成形技术 出以来，也受 学者的注，取喜人的成就。从板料拉伸减薄的度分， 出成形过程属于变薄拉延类型 5 通过计算分及实 出变形的计算公 6 。从成形性能分，南京航空航天 学的崔震，高霖等 7 ，采用fi控单点渐进成形技术对钣金浮雕字进行 成形研“，完成 高质量钣金浮雕字的成形。 前对板料增量成形技术的分工作取 一些进展，对板料变形过程中 部 材料的变形 及 fi下的成形性能进行研“，对于高产品的成形质量、工的制 以及 广有 要的 意义和工程应用 。单点增量成形过程中的成形研“是研“单点增量成形的 要 成部分，单点增量成形是通过工具头板料的相 压，局部成形 成形，成形过程中，成形的 小 板料是 发生 ，而 以计算成形过程的能量 。在研“工具头高 下板料 现 中，Bagudanch等8 对工具头 度、工具头currency1成形的 进行 研“。通过对金属板料成形 的研“，Gabriel Centeno 等 9 分 工具头 和T/R对成形的 。Belchior等10通过有 件 立的金属板料 性模型，分成形对机 人成形板料过程中 的 。 Martins 等11在研“ 对成形过程的 中，通过应 板料 和其局部缩的现 。Duflou等12通过对金属板料进行局部加热，使 金属板料塑性高，成形降低， 减。 Eyckens 等13在单点增量成形中使用不的对加工过程，分研“ currency1 和 在不 fi下的变化 。Durante等14使用有 件 实 中工具头 对 fi的 ，进而分出不 对于成形的 。Henrard等15使用有 件 实 中不成形对成形的 。Aerens16等分计算出成形“的经 公，通过对下currency1 的计算， fi公的fl 性。板料单点增量成形的过程及 、材料、高等fi学、机等多个学，以及复杂的学 ，运用 计算成形过程中的应场和应变场是非常的，“成形过程中的 种变形也需要 量的实 研“， ” 实 成本的 量 17-20。随着计算机的发展，fi 分对学术研“非常要，多学者研“ 板料单点渐进成形过程中的fi 分。C. Bouffioux21-22等使用实单 对成形过程使用有 的模 ，通过实 的对比从而 fi 分的fl 性， 分 不成形对成形造成的 ， 出 成形 ，成形 。 学者 23等运用有 的 对板料成形过程进行 fi 模 ，分 成形过程中应分和的变化，分 不fi对成形过程中造成的 ，出金字形工件的fl 应和fl度减薄都发生在 ，在成形过程中，螺旋运 以高板料的成形的能和成形的质量。 24使用ABAQUS/Explicit有 件 立 模型，分 、层、工具头currency1等fi在成形过程中对板料和成形质量的 。本 有 fi 和实 研“相 的 ，研“成形过程的变形， 的变形进行夹具设计，以期 一种 作 、 简单的单点增量成形板料 夹持 。 23板材单点增量成形夹具设计1.3本文研究主要内容利用 计算、有 fi 和成形实 相 的 ，研“工fi 成形、层、板料度及工具头currency1 对变形的 ， 成形过程中的fl 变形， 的变形 适的上下压板形和夹 ，设计出满足fl 变形要求的成形夹具，利用” 图件AutoCAD和 图件Solidworks 制所设计夹具的”和图， 对夹具的 行性进行 的模 。具的研“ 如下1 板材单点增量成形过程变形的 研“ 相 料， 板料单点增量成形 ，分成形过程材料变形特点，立单点增量成形过程产生变形的模型，fl 对变形进行分。 2 板材单点增量成形fi 进行 模分 利用fi 分件ABAQUS 立单点增量成形的有 模型，以件为 成形过程中变形的变化，通过研“成形、层、板料度和工具头currency1对变形的 ， 工 的fl 变形。 3 板材成形实 的研“ 通过fi控 床来 增量成形的 ， 件的fi控加工，利用 变形过程的变形，和 进行对比，对所 立模型进行 。 4 成形夹具的设计已 的fl 变形，利用” 图件AutoCAD和 图件Solidworks 制所设计夹具的”和图，用 模 夹具的 行性。2 单点增量成形过程变形力分析2.1单点增量成形变形力理论解析为简化分计算，设单点增量成形过程中板料单 进行变化，如图2-1所示，z是板料 ce 的拉应，x是 cd 所受的 应，0是作用于 cd 的应，板料变形 域受 如下图2-1 单点增量成形 域应分示意图于 为0， 程为0( sin ) ( cos ) 0z ec cd x cdS S Ss t a s a- - =cos ,ec cdS S a= 上 0 0tan xz a sst t= +45板材单点增量成形夹具设计于currency1于成形 的 为0， 在该 的 程为00( cos ) ( sin ) 0 cotxcd x cda S a S ast s t- = =， 即 0cot tanz a ast = + 立以上 ， 单点增量 成形和fl成形受 完相，为简 成形分的 ，简化变形的计算，在分变形 时统一采用fl成形模型，如图2-2和图2-3所示。图2-2 单点增量变形分 示意图板料变形过程中 单 的度取为dx，工具头下压层为Z，单 应变 如下求 = tanZ adxg =单 材料的塑性变形 为tan0
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