无压边多点成形中起皱的分析与控制

起皱是板材无压边多点成形中容易产生的成形缺陷。本文根据对多点成形过程中起皱的数值模拟与力学分析,基于Donnell-Mushtari-Vlasov的浅壳理论,给出了球面多点成形局部起皱的判断准则,计算了起皱的临界应力。利用多点成形的柔性可变的特点,可以抑制甚至完全消除起皱缺陷,有关的成形实验结果说明了变路径多点成形及分段成形技术抑制起皱的有效性。     

数控渐进成形下压点分散的等高线成形轨迹生成

为解决在数控渐进成形中由于挤压工具压入点集中而使工件局部凹陷的问题,研究了基于商用UG软件的挤压工具下压点沿工件轮廓均布的等高线成形轨迹生成方法,并通过数字模拟和实际成形实验分析了所生成下压点分散成形轨迹的成形效果。结果表明,该方法能够解决工件局部凹陷问题,提高成形质量。     

数控渐进成形下压点分散的等高线成形轨迹生成

为解决在数控渐进成形中由于挤压工具压入点集中而使工件局部凹陷的问题,研究了基于商用UG软件的挤压工具下压点沿工件轮廓均布的等高线成形轨迹生成方法,并通过数字模拟和实际成形实验分析了所生成下压点分散成形轨迹的成形效果。结果表明,该方法能够解决工件局部凹陷问题,提高成形质量。     

球形曲面多点分段成形的实验研究

本文进行了球形曲面与横向曲率较大及纵向曲率较大的椭球形曲面的多点分段成形实验研究。通过实验论证了分段成形时，横向变形较大及纵向变形较大的成形具有不同的变形特点和成形规律，并分析了二者之间的区别和联系；探讨了球面分段成形时可能产生的缺陷及其产生原因。基于其产生原因，通过合理的成形方法可获得满足成形质量和成形精度的制品。     

纳米钨铜复合材料制备技术的研究进展

阐述了当前纳米钨铜复合材料制备技术的研究进展.从粉末的制备、成形、烧结等方面对传统制备工艺和剧烈塑性变形新工艺进行了论述,并比较了传统的制备工艺和剧烈塑性变形新工艺.     

马鞍形板材件多点“三明治”成形实验研究

多点“三明治”成形是一种针对小批量多曲率板材工件制造而提出的新成形方法。用该方法成形时,上模采用聚氨酯模具,下模为型面可调节的多点模具。为了使多点模具型面连续化和消除工件表面的压痕,在成形过程中使用了金属护板和弹性垫板。由于工件板材两侧都和聚氨酯相接触,因此成形后工件的表面质量好。为了研究采用多点“三明治”成形复杂三维曲面工件的成形过程以及成形可能会出现的表面缺陷,文章选用马鞍面作为目标形面进行了实验研究,提出了用于提高工件的贴模程度,通过改变上模形状的分步成形方法,并得到了Q235B板材厚度和可成形马鞍形工件深度之间的关系曲线。     

封头的多点成形工艺分析和数值模拟研究

结合多道次成形和分段成形工艺方式,文章对封头的多点成形过程进行了工艺分析。通过对其成形过程的有限元数值模拟,研究了封头多道次成形和分段成形的成形规律,制定了封头的多点成形工艺,并进行了实验验证。结果表明,通过合理的成形工艺,可以用多点成形设备成形封头,并能得到良好的成形效果。     

焊头几何尺寸对铜/铝超声波焊接接头塑性变形的影响

进行了1mm厚铜/铝异种金属超声波焊接实验研究,分析了焊头几何尺寸对工件表面接触区域变形、焊接区塑性变形的影响.结果表明:工件在高频振动作用下,焊头会在工件表面接触区域留下压痕,并使焊接区发生塑性变形,形成局部机械自锁.焊头面积相同时,圆形焊头更容易造成工件表面材料流动,从而形成更深的压痕,而矩形焊头能够产生更强烈的焊接区塑性变形.焊头形状相同时,面积小的焊头能够形成更深的压痕,而面积大的焊头使焊接区塑性变形程度更强烈.     

大尺寸三维曲面件多点分段成形技术

介绍了大尺寸三维曲面件多点分段成形原理,测试了LF6铝合金材料性能参数,建立了双曲率凸面件多点分段成形有限元模型,阐述了多点分段成形流程,得到了双曲率凸面件多点分段成形和回弹结果。通过数值模拟分析了成形方向和过渡区长度对成形质量的影响,结果表明:从小端开始成形可以获得光顺的曲面和均匀的等效应变;过渡区长度越大,成形件表面光顺性越好,应变分布越均匀。开展了大尺寸双曲率凸面件多点分段成形实验,获得了形状轮廓和表面精度较好的成形件,验证了数值模拟的有效性和多点分段成形技术的实用性。     

基于快速测量的曲面多点成形精度控制

在板类件多点成形中,由于板料回弹、工件定位等因素,成形后的工件曲面与目标模型之间存在误差。文章通过激光快速扫描测量获得成形后工件的三维形状点云数据,经平滑去噪后,用对异常点不敏感的鲁棒最小二乘法进行B样条曲面拟合。将重构的曲面与目标模型配准计算后将曲面误差反馈到多点CAD系统,根据该误差进行回弹补偿、闭环修正工件曲面误差,并给出应用实例。结果表明,基于快速测量的曲面多点成形精度控制技术充分利用了多点成形的快速性的特点,通过三维空间形状反馈,来提高多点成形的精度。     

板类件分段多点成形技术及其应用

本文介绍了分段多点成形技术的基本原理，探讨了其变形特点，并归纳总结出典型的实用成形方法。最后阐述了该项技术在多点成形工艺实验和实际生产中的应用。     

板坯电磁成形载荷计算方法及分布特性

用平面螺旋和多叠式线圈加工平板毛坯是电磁成形的一种基本方式,其理论研究包括电路分析和动态变形分析两个方面,其中电路分析的目的是确定作用在工件上的脉冲电磁力,并用于变形分析。通过分析板坯电磁成形中工作线圈在强脉冲电流激励下的动态响应过程,建立了线圈磁场、工件表面感应涡流及磁场的计算公式,给出了成形载荷的计算方法。通过数值分析讨论了载荷的分布特性,数值求解结果与相关实验研究结论一致。将成形载荷数值求解结果用于变形分析时,成功地预测了铝板毛坯的自由胀形过程。     

薄板多点成形中的拉裂现象研究

拉裂现象在薄板成形过程中很容易发生。文章采用有限元数值模拟手段,研究了薄板多点成形过程中的拉裂现象,分析了有压边多点成形时鞍形件的拉裂情况,提出了能够避免拉裂的柔性压边成形方式,分析了刚性压边与柔性压边成形时的成形极限与成形效果等,证明了柔性压边成形能够很好地解决板料起皱与拉裂的矛盾关系。当采用刚性压边多点成形时,加大压边力板料可能拉裂,减小压边力板料可能起皱;而采用柔性压边多点成形方式可以有效避免起皱和拉裂的发生,并且大大提高变形量,得到更好的成形结果。     

Electromagnetic incremental forming (EMIF): A novel aluminum alloy sheet and tube forming technology

Large parts cannot be shaped by conventional electromagnetic forming method due to the limitation of the strength of working coil and the capacity of capacitor bank. In this paper, based on the principle of single point incremental forming, a new method named electromagnetic incremental forming (EMIF) has been proposed. The method makes use of a small coil and small discharge energy to cause workpiece local deformation in a high speed. Finally, all local deformations accumulate into large parts. For the electromagnetic incremental sheet forming, the effect factors of processing parameters namely discharge voltage, vent hole, discharging times in a fixed position and the number of discharge region, on final sheet shape are investigated by using AA3003 aluminum alloy parts. In addition, two different simulation strategies are proposed to predict electromagnetic incremental sheet and tube forming process. For method 1: the technology like “birth–death element” is used to indirectly describe the movement of the coil and the morphing technology is used to make the air change with the workpiece deformation. For method 2: the coil can directly move to a special position and the remesh technology is used to consider the effect of the workpiece deformation and the movement of coil on magnetic analysis. It is found that method 1 cannot be used for electromagnetic incremental sheet forming process if overlap region exists in two adjacent discharge regions. However, method 1 can successfully predict electromagnetic incremental tube forming. And method 2 can be used for electromagnetic incremental sheet or tube forming. Both of the experimental and simulation results demonstrate that this new technology is feasible to produce large part.     

基于有限元的轴类件浮动模局部成形新工艺

轴类件局部成形是节材、高效的精密塑性成形新工艺。在细长杆形坯料的局部成形工艺技术中,顶镦工艺应用最为广泛。当锻件变形长径比ψ>2.5时,通过一次顶镦工步完成将产生折叠,需要多次顶镦工步完成工件的成形。基于此,文章提出采用将自由镦粗、挤压、闭式模锻工艺相结合的轴类件局部成形新工艺——浮动模局部成形工艺,可避免细长杆局部镦粗工艺中的弯曲折叠,并减少成形件表面的拉应力。采用浮动模局部成形工艺可实现细长杆坯料变形长径比ψ>4的一次成形,解决了现有工艺中的一系列难题,为细长杆坯料局部精密成形提供了新的途径。     

成形复杂盘件时辗压工具运动轨迹的研究

在辗压成形中,工具的加工轨迹和姿态决定了工件的最终形状和组织性能.为确定工具加工轨迹的一般设计方法,基于体积不变原理,建立了一个简化分析模型,当盘型件与毛坯尺寸确定以后,利用该模型可以对各辗压遍次的工件过渡尺寸以及盘型件的变形情况进行分析和预测.以某个盘型件的辗压成形为例,计算了辗压过程中辗压工具的进给数据,并据此进行了辗压试验,成形后的盘件尺寸与盘型件的设计尺寸基本吻合,证明了所给出的计算辗压工具进给的方法是可行的.     

曲面形件拉延变形过程数值模拟

运用有限元模拟软件MSC.Marc对不锈钢带凸缘半球面形件和抛物面形件进行了数值模拟研究.首先采用拉延成形方式对半球面形件和曲面形件进行数值模拟,模拟了它们在不同工艺参数下的成形过程.从模拟结果中分析应力、应变和材料厚度的分布与变化,分析了凹模圆角半径、凸模形状对拉延成形过程的影响,得出在拉延成形方式下,凹模圆角半径R=10 mm时成形性与成形质量最佳;为了比较不同成形工艺对曲面形件成形的影响,对半球面形件进行了胀形成形模拟,采用相同的分析方法得出,胀形时的变形程度较大,胀形后的材料厚度较薄,坯料没有增厚现象.