拉形辅助的数控渐进成形技术研究

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1、中图分类号：TG38论文编号：102870515-S179学科分类号：082503硕士学位论文拉形辅助的数控渐进成形技术研究研究生姓名王德亮学科、专业航空宇航制造工程研究方向数控渐进成形技术指导教师高霖教授南京航空航天大学研究生院机电学院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringResearchonNCIncrementalFor

2、mingCombinedwithStretchFormingAThesisinAerospaceManufacturingEngineeringbyWangDeliangAdvisedbyProf.GaoLinSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中

3、不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：摘要数控渐进成形技术是一种新兴的柔性制造技术，该技术的思想起源于快速原型制造中的分层制造思想，在数控渐进成形机床上成形工具头按照数控成形代码逐层对板料进行挤压，最终累积成形出所需的零件形状。数控渐进成形技术由于其不需

4、要模具或只需要简单的模具支撑，产品的开发周期大大缩短，成本也会降低，因此渐进成形在航空航天小批量的背景下具有极强的应用前景。通过对渐进成形技术特点分析，渐进成形有如下技术劣势:零件厚度的过分减薄，精度较差和效率比较低，并且成形件的成形角受到限制，单道次零件必须在成形极限角以内，否则就会发现破裂的失效现象。针对以上问题，本文提出了拉形辅助的数控渐进成形，将数控渐进成形托架改造成为拉形夹具，拉形夹具产生拉形动作进行预成形，局部不贴模的凹陷处采用数控渐进成形加工。首先从理论上分析了复合成形的优点，研究了复合成形的特

5、征和适用零件范围；其次，针对单曲率特征类零件，开发了机床工艺装置，实现零件的拉形预成形，同时实现零件一次装夹的复合成形过程，通过试验对复合成形和渐进成形制件的质量进行对比分析，复合成形可以提高零件的精度，减少零件减薄并提高加工效率；最后，针对复杂双曲率特征类零件工装进行设计，设计了新的复合成形过程，通过CAD/CAM/CAE混合软件获取渐进成形区域边界，提出不同方式的渐进成形轨迹和校形轨迹，实现了数字化的制造过程；通过试验对比分析复合成形相对于渐进成形的优势并探究复合成形的最佳工艺路径。关键词：拉形，渐进成形

6、，复合成形，工装设计，工艺分析，CAD/CAM/CAEIAbstractTheNCincrementalsheetmetalformingprocessisaflexibleformingprocess,whichisoriginatedfromthestratificationofrapidprototypingmanufacturing.Thesheetmetalisformedstepbystepwithaformingtoolaccordingtoacertaintraceprescribedbyth

7、efeedsystemoftheNCformingmachineuntiltherequiredshapeisobtained.Theincrementalformingcanreducethedevelopmentcycleoftheproductandthecostwithoutdieorwithsimpledie.So,itisverysuitableforsmall-lot,variedsheetmetalproductsintheaerospaceproduct.Byanalyzingthefeat

8、ureoftheincrementalforming,ithassomedisadvantages:excessivethinningofthickness,lowgeometricaccuracyandformingefficiency.Formingangleisrestrictedandtheforminganglemustbewithinthelimitangle,orthesheetmet