三维曲面连续辊压成形的力学机制及弯曲变形的计算

连续辊压成形是一种板料成形新方法,采用两个弯曲的成形辊可加工出三维曲面零件。对连续辊压中从板料到曲面的变形过程进行力学分析,并对变形与材料模型进行简化,根据成形曲面中的内力平衡方程,建立控制纵向(成形辊滚动方向)弯曲变形的基本方程,给出由辊压应变计算纵向弯曲曲率半径的公式及上、下成形辊之间辊缝的设计方法。分析表明,当辊压初应变在截面高度方向线性分布时,最终的成形曲面中没有残余应力,纵向弯曲变形的曲率由横截面上的最大高度差及横截面上压缩率差这两个参数来决定。通过分析得到实现曲面辊压成形的条件,获得横截面上压缩率差以及成形曲面几何参数对纵向弯曲的影响规律。通过曲面连续辊压成形的实例,说明所提出理论与公式的有效性。     

板料数控柔性成形工艺在新品开发中的应用研究

板料柔性成形是基于产品的数字化信息,由产品的三维CAD模型直接驱动,通过高度可调的基本体构成包络面,实现三维曲面零件成形的技术。典型的板料柔性成形方法是增量成形与多点成形。增量成形通过一个成形工具头沿x、y轴方向的运动及z轴方向的进给,逐层形成零件的三维包络面,从而实现板料的渐进成形;多点成形的核心是规则排列的基本体阵列,通过控制基本体z方向的位置坐标使其构成所需包络面,进行板料快速成形。介绍了以数控多点柔性成形新工艺进行新产品开发试制的应用。     

基于试验设计和灰色关联度的橡皮囊成形回弹影响因素显著性分析

橡皮囊成形是飞机钣金零件的一种重要成形工艺方法,回弹问题是橡皮囊成形的难点,对其影响因素进行显著性分析可有效控制回弹。基于橡皮囊成形有限元数值模拟,将正交试验设计方法与灰色关联度相结合用于分析橡皮囊成形回弹影响因素的显著性,以某实际长直U形件为例分析压力、最大充液速率、最大节点速度、保压时间、弯曲半径、板料厚度以及轧制方向等因素对回弹的影响程度,结果表明,模具圆角半径、压力、板料厚度、保压时间是橡皮囊成形回弹的主要影响因素,而最大充液速度、最大节点速度、轧制方向对回弹的影响较小。分析结果与工艺试验结果相吻合,从而验证了该方法的有效性。     

滚弯成形薄板圈形零件的回弹分析与计算

一、概述对弯曲成形的板料，一般认为其相对宽度b／t＜3时为窄板（其中b是板料的宽度，童是厚度，在t方向进行弯曲），窄板弯曲在宽度b方向的变形不受约束。变形区内金属各层之间在挤压作用下，内层金属在宽度b方向出现伸长变形，外层出现压缩变形，当b八＜0．3时，在弯曲产生的径向压应力F作用下，还会在t方向失去稳定而产生波状变形。图1所示为b八＜0．3的板料弯曲后的变形情况，可见对于上述板料采用普通的上下模弯曲成形工艺难于成形，弯曲后不能保证加工质量。图2所示的b／t＜0．3的圈形零件，其加工方法有金属切削、整体冲压和滚弯成…     

连续多点成形中的成形载荷分析

研制了连续多点成形装置来完成三维曲面工件的高效、柔性加工,并对其成形载荷的变化趋势以及不同工艺参数对成形载荷的影响进行了研究.首先,介绍了连续多点成形原理;基于一定的假设条件,建立了成形载荷的理论公式;以双曲率元件为研究对象,建立有限元模型,分析了y方向载荷、z方向载荷以及合成载荷的变化情况.接着,分析了上辊压下量、板材厚度以及柔性辊曲率半径对成形载荷的影响.最后,设计出成形装置并进行实验.结果表明,y方向载荷最大值为6.693 kN,成形载荷的最大值为6.716 kN,成形载荷主要由y方向载荷决定;z方向载荷最大值为1.412 kN,为驱动工件运动的力;随上辊压下量的增加、板材厚度的增加以及柔性辊曲率半径的减小,y方向载荷均增加.成形载荷的变化情况与实际情况吻合,为成形装置的研制提供了指导作用.实验结果证明,连续多点成形是一种连续、高效、柔性的三维曲面成形方法.     

自由曲面工件多点连续成形方法

为了实现自由曲面工件的高效率、低成本制造,分析与比较常用的柔性成形方法;从成形过程的连续性考虑,将柔性成形分为分段成形与连续成形;从变形区大小考虑,又划分为点成形、面成形与线成形等不同类型。比较不同成形方式的优点与缺点,指出自由曲面工件的高质量、高效率成形是亟待解决的技术难题。提出基于连续线成形方法的自由曲面工件高效、柔性成形思路;并提出采用多点调整式柔性辊的多点连续成形技术方案;探讨多点连续成形技术的基本原理、关键技术及主要特点。运用具有多个控制点的挠性轴设计出可弯曲、可调整的柔性辊,开发出多点卷板成形试验装置。多种三维曲面板类件的连续成形试验结果表明,多点连续成形技术能够解决自由曲面工件的高效加工难题。     

正弦轧制成形及其模拟与实验研究

提出了一种新型板材正弦轧制成形工艺方法,并通过模拟和实验研究表明,正弦轧制板料上应力和应变分布具有明显的周期性,整个板料变形为正弦异步轧制和正弦弯曲的复合变形;相同变形量铝合金板料正弦轧制可较显著地细化和弱化流线型轧制组织,力学各向同性和轧制板型较好,且未发现边裂,但室温下对于塑性较差的镁合金裂纹会沿着轧制方向产生。     

板料数控渐进成形变形区厚度变化规律的研究

板料数控渐进成形工艺是一种柔性的成形工艺,这种工艺非常适合于加工小批量、多品种和复杂的板料产品。通过数控机床进行圆锥台及直壁筒形件数控渐进成形,对成形零件变形区厚度进行测量,并对所得数据进行分析。试验结果表明,数控渐进成形中材料厚度变化遵循正弦定律。相同厚度的板料,材料不同,成形极限厚度不同。成形极限厚度不仅与材料有关,而且与板料初始厚度有关,即板料初始厚度越大,允许的变形区厚度减薄越大。对于必须采用多道次成形方法的直壁筒形件成形,工具路径不同,变形区厚度变化也不同。采用平行直线型工具路径,直壁部分厚度比较均匀。利用厚度变化规律指导翼子板成形并试验验证其正确性。厚度变化规律对于复杂零件的数控渐进成形具有一定的指导作用。     

材料参数对汽车覆盖件冲压成形性能影响的数值模拟

使用基于动力显示算法的板料成形非线性有限元分析软件eta/DYANFORM对一个典型的汽车覆盖件零件冲压成形过程进行了数值模拟,从大量的计算结果中,研究三个重要的材料力学性能参数即屈服强度σs、应变强化指数n和厚向异性系数r对最终零件冲压成形性能的影响。在分析软件的后处理器中观察板料的厚度变化、总拉深力、板料的最大变形位移和沿冲压方向的最大应力,并作出了相应的曲线,最后根据所作曲线的变化得到了材料性能参数影响板料冲压成形性能的有关结论。     

ERW辊弯成形过程CAD/CAE集成建模方法研究

在ERW辊弯成形过程中,带钢依次经过设置在成形方向上的水平和垂直成形轧辊,将平面渐进地弯曲成所需要的圆周截面.整个变形是一个经历大位移、有限应变的过程,具有很强的非线性特征,成形规律复杂.按照不同的成形段按带钢的进料方向,将高频直缝焊管辊弯成形过程依次建立预成形段CAD模型、线成形段CAD模型以及精成形段CAD模型,并将各个成形段的模型集成为高频直缝焊管辊弯成形总体CAD模型,并在此模型为基础进行有限元CAE分析.论文介绍的方法在宝山钢铁股份有限公司得到验证和实际应用.