响应曲面法在SPIF表面粗糙度预测及多目标优化中的应用

以45°方锥台为研究对象,通过响应曲面分析法(RSM),利用Design-Export 8.0数学统计软件对SPIF的成形参数进行分析,采用Box-Behnken Design(BBD)实验方法,设计四因素三水平实验方案考察工具头直径D、层进给量Z、进给速度F和主轴转速S这四个因素对SPIF表面粗糙度值的影响,分别建立了SPIF纵向表面粗糙度和横向表面粗糙度的响应模型;进一步分析实际成形条件对成形参数的约束,以纵向和横向表面粗糙度整体最优,提高SPIF表面的成形质量为目标建立成形参数多目标优化模型;设计遗传算法程序并借助Matlab遗传算法工具箱进行优化问题求解。通过实验验证,该算法可以有效快速的获得满足多约束条件下的最佳成形参数。

灰色关联分析在SPIF表面粗糙度优化中的应用

成形件表面质量差是制约单点增量成形(SPIF)应用的主要因素之一,其中表面粗糙度是评价表面质量的一项重要指标。以45°方锥台为研究对象,采用基于灰色关联分析的方法,进行成形件表面质量多目标控制的成形参数优化。为了采用较少的实验次数搜寻到最佳的表面质量特性的成形参数,采用田口正交表进行实验设计,通过灰色关联分析中得到的灰色关联度决定优化的成形参数,同时通过成形参数的最大与最小的灰色关联度差值得到了对表面质量影响较显著的因子。实验结果表明:利用本文提出的方法,可以使成形件的纵向和横向表面粗糙度得到有效的改善。

金属板料单点渐进成形下压点分散的等高线混合成形轨迹生成

等高线成形轨迹是现行金属板料单点渐进成形的主要加工方式。针对板料渐进成形过程中由于成形工具头挤压造成的工具头下压点过于集中产出的成形件局部凹陷、破裂及成形件整体扭曲和板厚分布不均匀等问题,提出了一种结合商业Unigraphics NX 10.0(UG 10.0)软件轮廓铣削加工中混合加工策略和沿部件斜进刀方式结合的金属板料单点渐进成形等高线成形轨迹生成的方法。Abaqus有限元数值模拟和实验分析表明,使用上述方法成形的成形件不仅避免了成形表面局部凹陷和破裂问题,还解决了成形件整体扭曲和板厚分布不均匀等问题。