[发明专利]大直径管件的自适应多工步级进压制成形参数优化方法

摘要

本发明公开了一种大直径管件的自适应多工步级进压制成形参数优化方法。板料由凸凹模的一侧给料至凹模上，板料以步进距离步进给料至凹模，凸模对板料进行多工步压制得到成形的弧形板料，根据回弹控制判断方法对成形的板料曲率半径进行判断，控制多工步级进压制成形半径精确成形；根据减薄控制判断方法对弧形板料的减薄量进行判断，控制多工步级进压制成形最大减薄量；根据厚度偏差控制判断方法对弧形板料的厚度标准差进行判断，控制多工步级进压制成形厚度均一性，最后得到优化后的多工步级进压制成形参数，使多工步级进压制成形件快速高质成形。本发明的多工步级进压制成形快速高质，成形效率高。

主权项

1.一种大直径管件的自适应多工步级进压制成形参数优化方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：根据目标大直径管件初始化压制环境：设置压制回数号i＝0、目标压制曲率半径ρ_t、凸凹模的初始压制半径ρ₀、凸凹模的初始压制距离L₀、板料所需压制的最大长度L_max、压制左极限距离L_left＝ρ_l和压制右极限距离L_right＝ρ_r，0<ρ_l<ρ_r<ρ_t；步骤2：取压制距离中间值L_mid＝(L_left+L_right)/2，再将压制距离中间值L_mid作为板料的压制距离L，代入T＝kL(0<k<1)中得到步进距离T，其中，k表示步进系数，板料(4)由凸凹模的一侧给料至凸凹模的凹模(2)上，由位于板料正上方的，凸模(1)对板料(4)进行压制；步骤3：凸凹模对板料进行第i回多工步压制：板料以步进距离T步进给料到凹模(2)上，凸模(1)对每次步进给料后的板料进行一个工步的压制，凸模(1)下压使板料朝向凹模内弯曲变形，凸模(1)对L_max的板料进行多工步压制后得到成形的弧形板料，弧形板料经凸凹模压制后发生回弹，回弹后的板料曲率半径为ρ_p；步骤4：根据回弹控制判断方法对板料曲率半径ρ_p进行判断：计算板料在第i回压制后的平均曲率半径误差(Δζ_ave)，若平均曲率半径误差(Δζ_ave)不满足回弹控制判断方法，进入步骤5；若平均曲率半径误差(Δζ_ave)满足回弹控制判断方法，进入步骤6；所述回弹控制判断方法具体为：平均曲率半径误差Δζ_ave>临界曲率半径误差Δζ，临界曲率半径误差Δζ＝0.03×目标压制曲率半径ρ_t；步骤5：调整凸凹模的压制半径ρ_i+1并返回步骤3，用压制半径为ρ_i+1的凸凹模对新的板料按照步骤3的方式重新进行第i+1回多工步压制；步骤6：根据减薄控制判断方法对弧形板料的减薄量进行判断：计算板料在第i回压制成形后的弧形板料各处的最大减薄量，若弧形板料各处的最大减薄量满足减薄控制判断方法，则进入步骤7；若弧形板料各处的最大减薄量不满足减薄控制判断方法，将当前压制距离中间值L_mid作为新的压制右极限距离L_right，并返回步骤2求取新的压制距离中间值L_mid，从而得到新的步进距离T，然后按照步骤3的方式以新的步进距离T对新的板料进行第i+1回多工步压制；所述的减薄控制判断方法具体为：最大减薄量(θ_max)>临界减薄量(θ)，所述临界减薄量(θ)＝0.05×板料厚度(d)；步骤7：根据厚度偏差控制判断方法对弧形板料的厚度标准差进行判断，计算板料在第i回压制成形后的厚度标准差，若板料的厚度标准差满足厚度偏差控制判断方法，则进入步骤8；若板料的厚度标准差不满足厚度偏差控制判断方法，将当前压制距离中间值L_mid作为新的压制右极限距离L_right，并返回步骤2求取新的压制距离中间值L_mid，从而得到新的步进距离T，然后按照步骤3的方式以新的步进距离T对新的板料进行第i+1回多工步压制；所述厚度偏差控制判断方法具体为：平均厚度偏差标准值(H_ave)>临界厚度偏差标准值(H)，所述临界厚度偏差标准值(H)＝0.012×板料的压制距离L；步骤8：计算压制距离分别为L_left和L_right所对应的压制次数n_l和n_r，具体计算公式如下：式中，mod[]表示向上取整，L表示压制距离，n表示压制距离为L时所对应的压制次数，即选为压制距离分别为L_left和L_right所对应的压制次数n_l和n_r，θ表示半径为ρ_t的弧形板料所对应的圆弧角度；若n_l＝n_r，则进入步骤9；否则将当前压制距离中间值L_mid作为新的压制左极限距离L_left，并返回步骤2求取新的压制距离中间值L_mid，从而得到新的步进距离T，然后按照步骤3的方式以新的步进距离T对新的板料进行第i+1回多工步压制；步骤9：且记录压制距离等于压制左极限距离时所对应的凸凹模的压制半径和压制距离L，即得到多工步级进压制的优化成形参数。