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金属管材变角度单点渐进翻边成形方法研究

邱旭 高新勤 侯晓莉 杨明顺 王占军

邱旭,高新勤,侯晓莉, 等. 金属管材变角度单点渐进翻边成形方法研究[J]. 机械科学与技术,2022,41(4):566-572 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200399
引用本文: 邱旭,高新勤,侯晓莉, 等. 金属管材变角度单点渐进翻边成形方法研究[J]. 机械科学与技术,2022,41(4):566-572 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200399
QIU Xu, GAO Xinqin, HOU Xiaoli, YANG Mingshun, WANG Zhanjun. Research of Forming Method of Variable Angle Single Point in Incremental Flanging of Metal Tube[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2022, 41(4): 566-572. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200399
Citation: QIU Xu, GAO Xinqin, HOU Xiaoli, YANG Mingshun, WANG Zhanjun. Research of Forming Method of Variable Angle Single Point in Incremental Flanging of Metal Tube[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2022, 41(4): 566-572. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200399

金属管材变角度单点渐进翻边成形方法研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200399
基金项目: 国家自然科学基金项目(51475366,52075437)
详细信息
    作者简介:

    邱旭(1995–),硕士研究生,研究方向为先进制造与现代加工技术,18715026521@163.com

    通讯作者:

    高新勤,教授,博士生导师,gaoxinqin@xaut.edu.cn

  • 中图分类号: TG156

Research of Forming Method of Variable Angle Single Point in Incremental Flanging of Metal Tube

  • 摘要: 在单点渐进管材翻边成形过程中,由于径向成形力大,容易引起管材起皱、破裂等缺陷,降低了成形质量和精度。现提出一种以球头金属棒代替旋压轮,以变角度形式进行薄壁金属管管端翻边成形的工艺方法,通过改变工具头与成形件之间的瞬时接触状态和材料的变形机理,降低成形力,提高成形质量。为验证该成形工艺的可行性,进行了金属管端单点渐进变角度翻边成形试验。结果表明:利用球头金属棒对管材进行变角度翻边,能够有效减小初始径向成形力,成形件的表面质量较好,表面波动幅度较小。
  • 图  1  成形过程中管材各区域及成形轨迹图

    图  2  成形过程原理图

    图  3  校形过程原理图

    图  4  仿真几何模型

    图  5  旋轮径向进给和金属棒轴向进给三维模型

    图  6  翻边角度为直角时仿真结果云图

    图  7  旋轮加工示意图

    图  8  旋轮加工受力几何分析

    图  9  翻边角度为10°时的仿真结果云图

    图  10  旋轮径向进给和金属棒轴向进给径向力云图

    图  11  旋轮径向进给和金属棒轴向进给径向应力

    图  12  实验装置平台

    图  13  成形工具进给情况

    图  14  成形结果

    图  15  成形件表面形貌观测结果

    图  16  成形件表面波形图

    图  17  成形件减薄过程

    图  18  成形件厚度变化

    图  19  切片轮廓扫描结果

    图  20  成形件

    表  1  紫铜性能参数

    密度 弹性模量E 泊松比v
    8.9×10−3 g/mm3 107.9 GPa 0.33
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    表  2  材料应力应变参数

    应力/MPa应变应力/MPa应变
    23 0.02 222 0.175
    100 0.035 243 0.21
    141 0.07 263 0.245
    173 0.105 280 0.28
    199 0.014 297 0.315
    注:应力为0时,应变也为0。
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    表  3  各刀具角度对应进给量

    刀具角度/(°)进给量/mm刀具角度/(°)进给量/mm
    5 10 30 1.67
    10 5.03 35 1.52
    15 3.37 40 1.37
    20 2.55 45 1.23
    25 1.77 50 1.14
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-08-29
  • 录用日期:  2021-12-17
  • 刊出日期:  2022-09-05

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