金属板材渐进成形工具头运动策略与成形质量分析

目的 研究渐进成形不同工具头运动策略对零件质量的影响,获取最佳运动策略,从而提高渐进成形零件的成形质量。方法 选取3种典型的渐进成形工具头运动策略与改进的运动策略进行有限元仿真,比较成形后的零件质量。结果 采用不同的运动策略均出现侧壁回弹、底部鼓包和厚度减薄缺陷,其中定间隔-下压点分散层切法轨迹成形后的零件缺陷最严重,侧壁最大回弹量和底部鼓包最大高度分别为11.5mm和3.9 mm,采用定间隔-交替运动层切法成形后的零件厚度减薄最严重,达到75.3%。改进的定弦长层切法轨迹成形件侧壁最大回弹量为9.2 mm,底部鼓包最大高度为2.7 mm,厚度减薄率为70.7%。结论 提出的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,获得的零件具有最好的形状精度和最小的厚度减薄率,相较于定增量-同方向进给轨迹成形,其侧壁最大偏差减小了14.8%,底部最大偏差减小了30.8%,相较于定轴向增量-交替进给轨迹成形,其厚度减薄减小了4.6%。     

基于响应曲面法的激光辅助机器人双点滚压成形回弹控制

针对超高强钢难成形的问题，提出了激光辅助机器人双点滚压成形工艺。以弯曲为例，研究了激光功率密度对弯曲零件回弹的影响，并基于响应曲面法，以回弹角度为目标函数，成形载荷为约束条件优化了角度增量和工业机器人位移补偿参数。结果表明，超高强钢零件回弹角度随着激光功率密度的增大而减小，激光功率密度为125 W·mm^-2时零件回弹角度相较于常温成形减小了78.5%,但回弹减小趋势随着激光功率密度继续增大趋于平缓；将激光功率密度固定为125 W·mm^-2,进一步通过响应曲面法将成形过程载荷控制在600～900 N范围内，得到了优化的4道次角度增量和两滚轮位移补偿值，相较于优化前的4道次成形策略，弯曲零件的回弹角度从6.0°降低到接近于0°。响应曲面法可用于优化机器人双点滚压成形工艺参数，从而显著降低滚压成形零件的回弹并且提高成形效率。