折弯机制造精度对板材折弯精度影响规律的理论分析

由于板料折弯机结构原理、折弯机自身制造精度、模具制造精度、被加工板材性能以及性能不均匀性等方面的原因,板料加工不可避免存在角度误差、直线度误差与边长误差。板料加工误差的存在影响后续的装配、增加试修模以及成形后校形的工作量,延长了产品的开发周期,制约着渐进折弯成形的进一步推广和应用,尤其是对用高强度高回弹钢板成形大型工件的应用。本文以江苏亚威机床股份有限公司PBH110-3100型数控板料折弯机为研究对象,依据弹性力学理论,建立折弯误差的分析模型,分析机床制造精度对金属板材折弯精度的影响规律。研究结果对提高金属板材的折弯精度与可靠性,提高产品的竞争力与附加值有着重要的现实意义。     

折弯机液压补偿装置对工作台挠度曲线的影响分析与优化

折弯机的加工精度是最重要的性能指标之一。运用弹性力学理论对工作台变形进行分析,折弯时滑块与工作台共同受到板材的反作用力,必然会产生明显的挤压变形,从而导致上、下模发生相同的挠曲变形,严重降低了工件的折弯角度及直线度。以某型数控折弯机为研究对象,为了提高加工精度,利用液压原理对工作台挠度进行压力补偿,运用有限元分析与实验测试相结合的方式,多变量建模并仿真,研究了折弯机在满载自由折弯工况下的补偿效果,并确定了最佳的优化方案,运用有限元理论解决了实际生产问题。     

基于模块化的CNC折弯机机械结构设计

折弯机是板料折弯的专用装备,其操作简单、工艺通用性好,在钣金加工行业中得到广泛应用。折弯机的发展经历了机械式折弯、液压驱动式折弯、以及电机驱动式折弯,目前正在向CNC柔性折弯方向快速发展。本文基于组件模块化的思想,对CNC柔性折弯机的机械机构进行研究。     

板料V形自由折弯成形数据库校正方法

自由折弯因其模具通用性好、加工效率高,因而在小批量板料折弯成形中得到广泛应用。但对其加工精度的控制,特别对与成形角度直接相关的V形板料折弯滑块下压量的精度控制一直是业内一个难点问题。为获得更高的角度精度,常采用多次试折法,渐进达到加工要求,且对加工人员经验要求较高。对自由折弯成形中滑块下压量进行理论计算推导,提出一种通过角度经验校正数据库修正理论计算的方法。基于以上方法在不同模具上使用不同厚度的Q235和不锈钢板料进行不同折弯角度折板实验,两次试折后,实验折弯角度误差在±0.5°,满足国标GB/T 14349-2011中对钣金产品折弯角度的精度要求。该方法已应用于本实验室自主研发的折弯机数控系HNC-SPB60中。     

高强度板材折弯工艺数据的分析

用PBB-400/5100数控板料折弯机,对WELDOX和HARDOX高强度板作了折弯试验,分析对比了在板材不同下模口宽度和轧制方向时折弯的结果,得到了一些工艺数据.通过对数据进行归纳分析,总结出高强度板材的折弯工艺以及安全操作方法.     

折弯机滑块变形分析及实验测试

折弯机在折弯载荷作用下的变形直接影响折弯机的刚性,从而决定折弯机的折弯精度,而折弯载荷的确定是其中的关键问题。以某型数控折弯机为研究对象,采用Solid Works建立三维模型,利用DEFORM-3D有限元分析软件对折弯过程进行仿真,计算表明滑块在主要承受竖直方向折弯力的同时,还受到板料对滑块的水平推力。将仿真计算得到的折弯力施加到折弯机的有限元模型,获得了折弯机的整体变形规律。为了验证折弯机有限元计算结果的正确性,对折弯机滑块的变形进行了实验测试,试验测试值与有限元计算值比较接近,为进一步完善和优化折弯机结构提供了理论依据。     

板料折弯成形虚拟仿真技术研究

板料折弯成形是指把薄板材料弯成一定角度的加工方法。本文通过分析折弯机结构参数,基于OpenGL ES在WinCE的平台上建立了数控折弯成形仿真的可视化界面,实现了板料折弯成形的3D动态仿真。以树状结构为基础,结合干涉检测等影响板料折弯成形的工艺因素,探讨了板料折弯成形的工艺改进以及工序搜索方法,计算判断出可行的板料折弯成形工序,再由OpenGL ES直观显示板料折弯加工工艺信息。板料折弯成形试验表明,该方法可以实现快速、精确的板料折弯成形。     

基于径向基函数近似模型的板料自由折弯成形回弹预测

为实现对钣材V形自由折弯的有效控制,首先建立了V形自由折弯卸载前上模下压量模型,并基于此理论模型在有限元分析软件ABAQUS中运用显示和隐式相结合的方法,对板材V形自由折弯成形与回弹过程进行有限元仿真。然后以板料回弹量为试验指标,以板料厚度、板料弹性模量、上模圆角半径和下模开口宽度为影响因子,每个影响因子取5个水平数,设计了正交试验。根据正交试验方案及结果,建立自由折弯板料成形回弹的径向基函数近似模型。通过仿真试验与实际折弯试验对模型进行了验证,回弹预测角度误差为±0. 8°,验证了方法的可行性,为下一步应用于自主研发的折弯机数控系统提供支持。     

液压板料折弯压力机滑块侧向导轨设置的讨论

从板料折弯压力机滑块的受力状况及整机精度出发，分析了侧向导轨对板料折弯压力机滑块运动精度的作用。从而说明，那种认为在板料折弯机中设置侧向导轨的观点是不科学的，也是没有必要的。     

数控折弯机电液比例控制技术的研究

钣金折弯过程中因折弯机双缸电液比例模型参数的差异与时变以及折弯负载力干扰等导致系统指令跟随误差和双缸同步误差增大,为减小这种误差给生产效率和机床工况带来的不良影响,提出了一种基于迭代前馈和单神经元PID的复合控制算法,利用单神经元PID的自适应能力提高系统对折弯负载力干扰的鲁棒性,通过迭代学习前馈控制提高系统的快速跟随性,并引入交叉耦合控制改善双缸同步性。折弯实验结果表明：该复合控制算法较工程中常用的PID算法,不仅使得最大跟踪误差和最大同步误差分别从2.1 mm和0.14 mm减小到0.5 mm和0.055 mm,改善了机床加工工况,而且折弯工进的定位周期缩短了约18%,提高了生产效率     

全电动大功率数控折弯机的设计

折弯机是钣金制造业中的重要基础加工设备。提出一种基于开放式数控系统的新型全电动数控折弯机设计方案。以PC机、运动控制卡和伺服系统构成系统硬件;采用基于RTAI扩展的实时Linux操作系统和专业数控软件EMC2,保证了系统的运算能力和实时性。对大功率的折弯上模,采用了多电机同步驱动的控制方式,既满足了大功率的要求,控制了成本,又提高了折弯控制精度,有效地克服了传统的液压折弯机生产效率低、折弯精度不高的缺点。实践证明:该新型全电动数控折弯机的加工精度满足要求,折弯效率高。     

基于BP神经网络的板料折弯件下料尺寸的计算方法

在板料成形工艺中 ,弯曲成形是一种主要的工艺方法。而板料下料尺寸将直接影响到零件的成形精度以及后续工序的成败。针对工厂积累的大量生产和实验数据 ,提出一种基于人工神经网络计算弯曲件板料展开长度的方法。在概述解析法确定板料展开长度的基础上 ,建立了计算展开长度的人工神经网络模型。以板料厚度、成形半径及成形角度作为输入参数 ,中性层位移系数作为输出参数 ,用已积累的大量数据作为训练样本 ,对神经网络进行训练 ,得到这些参数和中性层位移系数的隐性规律 ,实现了弯曲成形板料展开长度的快速计算。实验结果表明 ,利用人工神经网络能够快速准确地计算出板料展开长度。     

用开槽弯曲成形方法加工金属异型材

小批量多品种的金属异型材成形,可以采用开槽弯曲方法进行,即开槽弯曲成形方法。这种开槽弯曲成形金属异型材的加工方法步骤简便,工艺直观,不需制作复杂的模具,使用现有的通用板材加工设备和模具(如板料开槽机、板料折弯机)即可制作加工复杂的金属异形型材,具有在多种行业使用推广的价值。     

A new incremental in-plane bending of thin sheet metals for micro machine components by using a tiltable punch

This paper proposes an innovative incremental in-plane bending of thin metal sheets for manufacturing microscopic machine components. The unique feature of the process is that a tiltable punch having a beating face with trapezoidal profile is used. The beating face enables the punch to bend thin metal sheets in in-plane manner. Working conditions, including indentation and feeding pitch, can easily and flexibly control the bending radius and even the bending direction. The in-plane bent thin sheet products are expected to be used as springs, conical cylinders, bushes and other components of micro machines such as medical instruments.     

三轴数控机床加工精度可靠性分析

机床作为机械制造业的基础,几何误差、热误差、装配误差等都会影响数控机床的加工精度,数控机床加工精度的高低直接决定产品的生产质量。为保证数控机床对产品的加工质量,需要对数控机床的加工误差数据处理,求得数控机床加工精度可靠性,而一次二阶矩法和蒙特卡罗法是常用的可靠性分析方法。以三轴数控机床为研究对象,针对给定的误差数据,运用一次二阶矩法和蒙特卡罗法分析出数控机床加工精度可靠性。此分析对提高数控机床加工精度及保证使用寿命具有重要指导意义和参考价值。     

大型船用卷板机卷板成形过程的数值模拟

首先对卷板成形过程进行了理论分析;然后用有限元分析软件ABAQUS对某大型船用卷板机板料滚弯成形及回弹的过程进行模拟,得到了成形件的应力分布与应变分布;研究了上辊不同下压量对其成形过程的影响,分析了滚弯过程中辊子和板料间的法向接触正压力,并将仿真值和理论计算值进行了比较,分析了产生误差的原因.同时,分析了辊子对板料的切...     

Mechatronic Systems for Machine Tools

This paper reviews current developments in mechatronic systems for metal cutting and forming machine tools. The integration of mechatronic modules to the machine tool and their interaction with manufacturing processes are presented. Sample mechatronic components for precision positioning and compensation of static, dynamic and thermal errors are presented as examples. The effect of modular integration of mechatronic system on the reconfigurability and reliability of the machine tools is discussed along with intervention strategies during machine tool operation. The performance and functionality aspects are discussed through active and passive intervention methods. A special emphasis was placed on active and passive damping of vibrations through piezo, magnetic and electro-hydraulic actuators. The modular integration of mechatronic components to the machine tool structure, electronic unit and CNC software system is presented. The paper concludes with the current research challenges required to expand the application of mechatronics in machine tools and manufacturing systems.     

基于ABAQUS的高强钢板弯曲成形模拟中回弹影响因素的研究

以国际板料成形数值模拟会议(Numisheet2011)上提出的第四个标准考题为研究对象,应用ABAQUS对DP780高强钢板弯曲及回弹过程进行模拟。结果表明:随着网格划分尺寸减小,回弹量逐渐增大,网格密度对板料弯曲回弹量有较大的影响;随着摩擦因数的逐渐增大,回弹量先快速增大,然后缓慢减小。将得到的与试验值相匹配的网格尺寸(2.75mm)和摩擦因数(0.1)应用于板料预变形之后再拉深弯曲过程模拟,结果发现:板料预变形之后拉深弯曲回弹量增大。将模拟值与Numisheet2011会议得到的试验值对比发现,板料弯曲模拟与试验的回弹变化趋势相同,且3个回弹表征量的模拟误差都在10%以内。     

特长薄板新型对称三辊卷板机的结构和特点

分析了特长薄板筒件卷制工艺,介绍了一种新型对称三辊卷板机的结构特点,及其与普通对称三辊卷板机的比较.该新型对称三辊卷板机专用于特长薄板筒件的卷制,其卷板精度高,操作维护方便,是卷制特长薄板筒件的理想设备.     

板料多步冲压回弹的数值模拟研究

回弹是板料冲压成形过程中一种常见但很难解决的现象。首先研究了板料弯曲变形中卸载回弹的原理,然后以依维柯侧壁上内板为例,采用动态和静态算法相结合的方法,在考虑每道工序板料回弹的基础上,对其进行多步冲压回弹的数值模拟,最后对模拟结果和实验结果进行比较,验证该模拟方法提高回弹计算精度的有效性,为板料冲压成形工艺的制定提供科学依据。