第15卷 第4期
摘要：目的 探究大型锥筒件内凸缘缩口成形的最佳工艺参数。方法 首先，根据内凸缘缩口成形的工艺原理，使用三维软件构建内凸缘缩口成形的仿真模型，并用 Deform 进行仿真成形。在此基础上，以缩口件高度和成形载荷作为内凸缘成形质量的判断依据，基于响应面法得到关于缩口件高度和成形载荷的回归预测模型。分析不同的摩擦因数、挤压速度和凹模锥度对内凸缘成形质量的影响，优化得到最佳的成形工艺参数，最后进行物理试验验证。结果 通过响应面法拟合得到了缩口件高度和成形载荷关于 3 因素的多元非线性模型，模型通过 F 检验得出的显著性概率 P 值均小于 0.000 1，失拟项值均大于 0.05，且模型预测值与试验模拟值的关系接近直线，充分说明了该数学模型的合理性。当摩擦因数为 0.3、挤压速度为 3 mm/s、凹模 锥度为 9°时，毛坯的成形载荷最小，为 90 kN，缩口件高度最低，为 1 350 mm，与模型预测相比，误差均小于 10%。结论 优化后的工艺参数使内凸缘成形质量高、表面光滑无缺陷、成形载荷小，为大型锥筒的内凸缘成形工艺提供了参考。
图1 端部带内凸缘特征的锥筒形件
图4 有限元模型
图5 坯料高度
图9 成形载荷 R2 曲面
图10 物理试验
图11 试验结果
总结：
1）建立了缩口件高度 R1 和成形载荷 R2 关于 3 因素的多元非线性回归方程，R1=1 910.20+14.25A+ 4.50B−27.00C−0.5AB−5.50AC−1.50BC−7.60A2 −14.10 B2 −7.10C2;R2=99.20+40.12A−15.13B−53.00C−6.50AB−25.75AC+3.75BC+30.40A2 +55.90B2 +20.15C2 。
2）通过 3D 图分析可知：随着摩擦因数 A 的增大，缩口件高度增大，成形载荷也不断增大；随着挤压速度 B 的增大，缩口件高度先增大后减小，成形载荷先减小后增大；随着凹模锥度 C 的增大，缩口件高度逐渐减小，成形载荷也不断减小。
3）通过响应面法得到了最佳的几何参数组合，即摩擦因数为 0.3、下压速度为 3 mm/s、凹模锥度为 9°，并进行了试验验证，结果表明，成形载荷的误差为 7.7%，缩口件高度的误差为 3.7%，充分证明了模型的合理性。
DOI:10.3969/j.issn.1674-6457.2023.04.021
期刊英文名称简写：J. Netshape Form. Eng.
李碧聪，李国俊，张治民，郭为民等.基于响应面法的大型锥筒件内凸缘缩口成形工艺参数优化[J]. 精密成形工程, 2023, 15(4): 197-204.
Li Bicong, LI Guojun, ZHANG Zhimin, Guo Weimin et al. Optimization of Forming Parameters of Inner Flange of Large Cone Parts based on Response Surface Method [J]. Precision Forming Engineering, 2023, 15(4): 197-204.
