复杂鼓包蒙皮成形技术分析与优化

针对曲率复杂、工艺性差、加工难度大的复杂鼓包蒙皮,以某型飞机机轮舱腹板鼓包蒙皮为例,对零件的结构特点及成形难点进行分析。采用理论分析及有限元仿真分析技术,研究了落锤成形、拉伸+落锤成形、拉伸成形3种成形技术对应的模具型面设计、加工特点、加工工艺路线和优缺点,得出拉伸成形可取代落锤成形并提高零件的成形质量、节约工装、缩短生产周期。通过返修模具局部型面的方法解决了现场零件拉伸成形试验过程中产生的局部区域死皱及不贴模等缺陷,得出通过模具设计及工艺参数改进等方法可解决复杂鼓包蒙皮拉伸成形过程中的缺陷,为同类复杂鼓包零件的成形提供了解决思路。     

铝合金复杂变截面蒙皮拉形有限元仿真与试验研究

为改善铝合金蒙皮零件的成形质量,降低蒙皮拉形零件的生产成本,以VTL1000拉形机生产的某复杂变截面蒙皮零件为例,基于Dyna Form软件,对蒙皮拉形过程进行了有限元仿真研究。结合对仿真结果中蒙皮厚度和应变分布的分析,研究了相关工艺参数对蒙皮拉形的影响,并对传统的拉形方式进行了改进;结合该零件的结构特点,给出了一种最佳模具倾角参数的设计方法,可以进一步提高成形质量;最后,根据仿真结果,制定了该零件工艺方案,并通过试验验证了该工艺方案的可行性。     

大厚度双曲度铝合金飞机蒙皮拉伸成形工艺优化

拉伸成形工艺是飞机蒙皮零件的基本成形方法。针对某大厚度双曲度铝合金飞机蒙皮进行了拉伸成形工艺研究和优化。为了保证数值模拟的准确性和可靠性,进行了材料性能测试试验,获取了该蒙皮多道次加工时每一道次、不同热处理状态下的材料性能。通过数值模拟,研究了拉伸成形工艺参数包括各道次拉伸量、上模压力、合模间距对贴模和回弹的影响规律。结果表明:合模间距为7 mm时,成形后零件的厚度在大部分区域基本均匀;上模压力在200~1000 kN之间时,增加压力能有效地改善贴模度。据此,提出了优化拉伸成形工艺。针对该蒙皮零件厚度大而导致的回弹大、仅靠工艺优化不能完全满足贴模度要求的问题,进行了模具型面补偿研究。结果表明,该工艺可用于生产满足质量要求的蒙皮零件,并能减少成形道次、降低加工成本、提高生产效率。     

飞机蒙皮零件数控精确拉形技术应用研究

以某大型客机蒙皮零件为例,设计了基于数字化工艺设计与有限元仿真的数控精确拉伸成形技术方案。基于毛料面内变形状态分析设计了多工步拉形加载轨迹,通过"虚拟拉形"有限元模拟比较了多种纵拉和横拉方案及相应工艺参数下的成形质量。有限元模拟结果表明,该零件采用横拉方案效果优于纵拉方案,并根据有限元模拟结果优化了空间加载轨迹参数。根据设备求解生成数控代码,在Cyril Bath L2x350数控拉伸机上直接进行了自动化拉伸成形试验,获得了合格的零件,并比较验证了有限元分析和测量数据结果,验证了设计的飞机蒙皮零件数控精确拉形技术方案的可行性和准确性。     

飞机蒙皮振动辅助拉伸成形工艺分析

拉伸成形结束后,由于残余应力的存在导致蒙皮零件产生较大的回弹,会严重影响蒙皮的使用质量。基于回弹产生的原因,从工件的应力-应变机制阐述了振动减小残余应力的机理,提出了一种振动辅助飞机蒙皮拉伸成形的新工艺方法,给出了该工艺的主要参数——频率、振幅在应用选择上的依据条件及实际运用中可选择的合理范围。以飞机前缘蒙皮拉伸成形为例,通过数值仿真模拟,分析了施加振动对成形蒙皮零件回弹的影响以及频率、振幅对改善回弹的影响,并通过实验加以验证。结果表明,在飞机蒙皮拉伸成形过程中,施加振动可以更加有效地减小零件的回弹,当选取的工艺参数频率为30 Hz左右、振幅在1.5 mm左右时回弹值最小,效果最佳。     

机翼前缘蒙皮拉形工艺参数优化与试验

飞机机翼前缘蒙皮,由于其形状和成形材料的特点使拉形结束卸载回弹后会产生较大的回弹量,对零件的成形质量影响较大。文章分析机翼前缘蒙皮零件的典型成形方案,确定主要加载轨迹参数,利用正交试验设计方法设计拉形工艺方案,通过有限元模拟和结果分析,获得了主要工艺参数对成形零件回弹量的影响规律。针对某前缘蒙皮零件,根据有限元分析结果,对工艺参数进行设计和优化,通过生产性试验,获得了成形质量较好的试验零件,并进行厚度、应变测量和对比分析,验证了有限元模拟的精度。     

双曲率薄壁铝合金盒形件充液成形工艺

双曲率薄壁铝合金盒形件是一种常见的飞机内蒙皮类钣金零件。针对目标零件采用传统落压成形过程中存在的生产效率低、表面质量差的问题,采用充液成形工艺成形该类零件,其目的在于提高零件表面质量并降低模具成本。通过数值模拟软件,建立了双曲率薄壁铝合金盒形件主动式充液成形的有限元模型,通过分析液室压力、压边力加载路径、润滑条件等因素对零件成形性的影响,对零件成形的起皱和破裂情况进行分析,优化确定最佳的工艺参数。并依据优化后的工艺参数进行了现场实验,利用数值模拟技术分析和解决了现场实验零件的质量问题,成功制造出合格零件,进一步验证了工艺方案及工艺参数的可行性。     

一种降低飞机蒙皮回弹的装置及工艺

拉伸成形是飞机蒙皮的基本成形方法。结合蒙皮拉伸成形回弹过大的缺陷及影响因素,设计了一种振动辅助拉伸成形装置,分析了施加振动减小回弹的机理并提出了振动辅助拉伸成形的工艺方法。以单曲度蒙皮拉伸成形为例,通过数值仿真模拟,分析了施加振动对成形蒙皮零件回弹的影响,结果表明施加振动后回弹量明显减小,最大回弹值由1.44mm降到0.75mm,成形质量显著提高。     

复杂蒙皮拉形工艺有限元仿真与试验研究

拉伸成形是飞机蒙皮零件的主要成形方式之一。在蒙皮拉形工艺分析软件中设置主要工艺参数,并在有限元仿真软件中对各种参数组合下的蒙皮拉形过程进行仿真分析,根据仿真结果,优化工艺参数;针对优化结果,再进行有限元仿真分析和生产性试验。对试验中毛料的应变和厚度进行测量,并对比试验和仿真中零件的应变分布、减薄率分布等指标,两者符合较好。同时,针对仿真与试验中出现的起皱相差较大的现象,进行了初步分析。     

飞机蒙皮包覆拉伸成形加载轨迹设计优化方法

加载轨迹对飞机蒙皮拉伸成形质量有着至关重要的影响。针对单凸双曲度蒙皮包覆拉伸成形,系统研究了成形加载轨迹设计以及优化方法。基于应变控制方法,通过几何解析建立了成形初始加载轨迹及加载范围计算模型;采用有限元数值模拟技术和优化理论相结合的方法,建立了优化计算所需的蒙皮包覆拉伸成形有限元分析模型和加载轨迹优化数学模型。实际算例表明,该方法有效可行,为提高飞机蒙皮成形质量提供了有效的解决途径和方法。     

电器支架精密多工位级进模设计

通过分析电器支架的零件结构及其成形的工艺特点和难点 ,拟定了一系列针对性工艺措施并优化其成形的排样方案 ,结合冲裁、弯曲、拉伸、整形、冷镦等多种工序 ,设计了合理的模具结构 ,成功地实现了该零件在精密多工位级进模上成形。     

单曲多台阶蒙皮的垫料辅助增量压弯成形

多台阶变厚度蒙皮的绿色制造是当前航空钣金成形中的难点之一,通过填充垫料使得变厚度蒙皮成形转换为等厚度板成形是解决该难题的方案之一。选取某型客机的单曲多台阶蒙皮为研究对象,设计5种试验件,探讨增量压弯工艺中垫料材质、垫料补偿、工艺因素3个方面对成形的影响。试验结果表明:对于选取的零件,采用厚度差为0.1 mm的PA6-G垫料,零件与理论型面之间的间隙小于0.4 mm,即零件成形精度高;只要合理选择垫料、设计合适的垫料尺寸,就可以消除零件厚度差引起的成形差异,进一步获得精度较高的零件;增量压弯工艺对于单曲率变厚度蒙皮制造具备生产可行性。     

航天用铝合金蒙皮拉形工艺研究

采用FET-1000T横向蒙皮拉伸成形机设备对2A14铝合金进行了蒙皮拉形工艺的研究。研究结果表明:对于单曲率蒙皮零件的成形,主要采用先预拉伸再弯曲成形后补拉伸的拉形工艺,预拉伸主要是保证成形前坯料的平直,补拉伸是为了减少零件弯曲成形后的回弹;经过预拉伸处理的蒙皮,母线直线度在0.9~1.2 mm之间,厚度在8.03~8.10 mm之间,其成形后的母线直线度大致呈现中间低两边高的现象,而厚度分布则呈现中间厚两边薄的趋势;适当的增加约0.6%的补拉伸量,既可以提高蒙皮的型面贴合度,又可以保证蒙皮的力学性能,从而达到蒙皮零件成形/成性的协同控制。     

TC4钛合金大深腔反向变曲率复杂蒙皮零件成形工艺

以TC4钛合金大深腔反向变曲率复杂蒙皮零件为研究对象，设计了两种成形工艺方案，分别为超塑成形工艺方案、热成形+超塑成形工艺方案，采用PAM-STAMP软件进行了工艺仿真分析，得到了零件成形过程中厚度的变化，预测了零件的成形质量，确定了采用热成形+超塑成形工艺方案，并设计了相应的成形模具进行试验验证。结果表明，采用热成形+超塑成形组合工艺可成功制备出合格的TC4钛合金大深腔反向变曲率复杂零件，成形后零件最薄处厚度约为1.24 mm,减薄率约为22.5%,满足设计强度要求，同时成形结果与仿真结果一致。     

复杂汽车零件多工位级进模全工序数值模拟

以某复杂汽车零件为研究对象,分别采用有限元逆算法的一步法和多步法对零件进行展开获取初始板料轮廓线,运用Autoform软件对零件的冲压成形过程进行全工序数值模拟。通过数值模拟,预测了产品成形过程中可能出现的开裂、起皱、回弹等缺陷,并对成形方案进行了修正;针对模拟结果反映的轮廓线误差问题,采用试错法对零件的修边线进行优化。确定了该汽车零件的最终成形工艺方案,并通过实际冲压结果验证了该冲压工艺方案的可行性。     

飞机复杂蒙皮拉形工艺参数优化设计

蒙皮拉形是一个复杂的材料成形过程,对其进行工艺参数的优化十分重要。文章阐述了蒙皮拉形中的主要成形缺陷,并将这些缺陷进行量化,作为拉形工艺优化的目标函数。分析拉形过程中的主要工艺参数,提出了筛选重要参数的方法,以确定对成形质量起决定性作用的工艺参数。应用响应面法建立了工艺参数与成形质量评价指标之间的函数关系,并采用评价函数法,将多目标优化问题转化为单目标优化问题,对拉形实例进行了工艺参数的优化。通过有限元仿真以及生产试验,验证了该工艺参数优化方法的有效性与准确性。     

基于应变路径的左后悬挂架拉伸成形工艺优化设计

针对某汽车左后悬挂架零件拉伸深度大、变形不均匀的特点,利用数值模拟方法和试验比较,制定了多次拉伸成形工艺方案。试验表明:通过数值模拟技术和应变路径相结合的方法可以缩短产品的设计周期,降低生产成本,实现了拉伸工艺参数的优化,为复杂形状拉伸件的工艺制定和优化提供了可靠的保证。     

飞机大型复杂双曲度蒙皮充液成形数值模拟及实验研究

利用充液成形工艺完成了飞机大型复杂双曲度蒙皮类零件的成形。通过对零件成形过程进行工艺分析与数值模拟,确定了加工时所需工艺参数,并通过试验验证了数值模拟结果。分析了成形过程中出现的2种典型缺陷,最终加工出了达到零件精确成形要求的合格件。     

拉形与充液复合成形工艺的数值模拟研究

根据单拉实验获得铝合金2024-O的材料力学性能,通过Dynaform有限元分析软件对拉形与充液复合成形工艺进行了数值模拟研究,并分析了复合成形下零件的减薄率、FLD成形极限和回弹,得到了成形零件的减薄率、成形极限图和贴模度回弹数值。结果显示,相比原有的蒙皮拉形工艺,该复合成形工艺可以将高难度零件成品率从10%提高至80%,消除了部分区域的过分减薄,局部最大减薄率从22%降低至15%以内,极大地提高了零件的工艺稳定性。同时,该复合成形工艺综合了蒙皮拉形和液压成形的优势,使零件变形量均匀分布,有效提高了零件的定形性。最终通过实验验证了复合成形工艺的可行性和可靠性。     

汽车侧围外板成形仿真及工艺优化

结合汽车侧围外板成形工艺难点及特征,采用经验设计和数值模拟相结合的方法,制定了零件成形工艺方案。运用数值模拟软件对零件拉深成形进行模拟和分析,分析了零件产生翻边开裂、起皱的原因,采取有效措施优化零件成形工艺,成功解决了零件存在的质量问题,可为类似零件成形工艺方案的制定提供参考。