离散夹钳柔性拉形机的研制及实验验证

针对整体平夹钳拉形机横拉时工件不易贴模和可调曲夹钳拉形机纵拉时人工调形夹钳费时费力的问题,提出一种离散夹钳柔性拉形的方法。从"离散化控制"的视角剖析离散夹钳柔性拉形机的工作机制和构造特征,并采用有限元方法对不同数量的离散夹钳和夹钳结构形状对拉形件的应变分布、板厚变化和夹持面形状进行了数值模拟研究,最后采用自制的离散夹钳拉形机对球形件进行了相关工艺的实验验证。结果表明:离散夹钳柔性拉形机成形的工件质量满足生产要求,实验结果与数值模拟的结果基本吻合。     

蒙皮件可变型面模具柔性拉形工艺的研究

针对传统飞机蒙皮件实体模具拉形工艺费用高的问题,提出一种采用可变型面模具进行蒙皮件柔性拉形的先进方法。介绍了可变型面模具的结构组成,阐述了3种模具调形方式的工作原理与特点,以球形件为研究对象,研究了不同的模具离散模式和基本体冲头尺寸对拉形件局部变形和形状误差的影响规律。研究表明:弹性垫的厚度是基本体冲头方体边长的1.25倍时,既能有效地抑制工件的局部变形,又能保证工件的成形精度;对于厚1 mm、曲率半径为1 500 mm球形件,成形精度要求为0.5 mm以下,选择基本体离散排布矩阵为32×40满足生产要求。     

多夹钳式板材柔性拉形工艺的数值模拟

多夹钳式柔性拉形工艺可克服传统拉形工艺存在的成形缺陷。研究了多夹钳式柔性拉形机的结构组成,分析了多夹钳式柔性拉形工艺的特点,分别选取S形曲面、马鞍形曲面和球形曲面,并利用有限元分析软件ABAQUS,对多夹钳式板材柔性拉形过程进行数值模拟分析。结果表明:在兼顾工件成形质量与拉形机研发制造难度的前提下,相对较高的夹钳离散化程度可提升S形工件的成形质量;相比于普通铰接方式,夹钳与液压缸之间采用球铰接方式时,马鞍形件有效成形区端部的成形质量更好;通过改善板料与模具之间的润滑条件,使球形件有效成形区板料的拉伸变形更充分,卸载回弹量更小。     

蒙皮拉形可重构柔性模具模面生成系统开发及应用研究

针对飞机蒙皮零件多品种、小批量、形状复杂、成形精度要求高的特点,对可重构柔性模具蒙皮拉形关键技术进行了深入分析,基于CATIA二次开发技术开发了蒙皮拉形可重构柔性模具模面生成系统,实现了蒙皮零件数模在可重构柔性模具制造坐标系中的调形计算,具备了冲头高度干涉检查和虚拟模具三维仿真功能。经过应用验证,系统稳定可靠,能准确调形出蒙皮零件拉形所需的模具包络面。本系统的建立,为可重构柔性模具蒙皮拉形工艺研究提供了技术保障。     

可重构柔性模具蒙皮拉形闭环形状控制系统设计

蒙皮拉形过程中板料的成形是一个复杂的非线性变形过程,拉形模具设计技术还停留在经验设计阶段,采用实体拉形模具,需要经过多次修模才能修正零件的回弹。可重构柔性模具能够迅速修改模具型面,主动补偿零件回弹,获得准确的零件曲面。文章从控制理论的角度阐述了可重构柔性模具型面设计技术,以模具型面为输入值,蒙皮零件形状为控制目标,设计出变形传递函数,并结合闭环形状控制算法,开发了蒙皮拉形闭环形状控制程序,并在拉形试验平台进行了实验验证,取得了满意的效果。     

基于并联机构的多夹钳柔性拉形机的设计

针对传统拉形机在成形双曲率蒙皮零件时,易产生不贴模、拉裂或起皱等缺陷,基于并联机构拓扑结构理论设计了一种并联多夹钳柔性拉形机。首先,介绍了并联多夹钳柔性拉形机及其辅助装置的结构,对拉形机并联支撑机构进行结构设计与自由度计算;其次,运用ADAMS软件对并联支撑机构进行运动学仿真,对拉形机的并联输出板的位移变化与速率变化曲线进行分析,验证了并联多夹钳柔性拉形机并联支撑机构的稳定性;最终,通过有限元法分析拉形件在不同拉力下的应变云图,验证了并联拉形机拉形方式的合理性。     

柔性压辊拉形中回弹的数值模拟

拉形是飞机蒙皮件的主要成形方法。柔性压辊拉形是一种新的拉形工艺,将传统的拉形过程中使用夹钳进行拉伸包覆的加载方式,改变为利用柔性压辊垂直下压的加载方式,使板料产生变形。对柔性压辊拉形成形球形件的过程和回弹进行数值模拟,分析加载量、板厚、板料与模具之间的摩擦系数等因素对回弹的影响。研究结果表明,在柔性压辊拉形方式下,成形件应力分布比较均匀,且在成形一定尺寸的球形件时,加载量越小,回弹量越大;板料越薄,回弹量越大;板料与模具之间的摩擦系数越大,回弹量越大。     

高柔性多夹钳拉形机的结构设计

介绍了一种高柔性多夹钳拉形机的结构设计,探讨其拉形原理。首先分析目前常见的拉形机结构和拉形方式以及存在的主要问题;再根据不同形状蒙皮类工件的成形需要,分析相应的拉形过程,确定多夹钳拉形机的结构设计。通过合理布置多夹钳拉形机的夹钳,实现了高柔性度的拉形。并通过试验验证,确认拉形效果良好。     

进气道马鞍形蒙皮件成形工艺与模具设计

分析了马鞍形蒙皮件结构及其成形工艺特点,制定了针对性工艺方案,在数控横向拉形机上采用凹模纵向拉形新工艺,设计了合理的模具结构,实现了蒙皮件在数控拉形机上的拉形。     

可重构柔性模具蒙皮包覆拉形仿真系统开发

针对飞机蒙皮拉伸成形工艺中的包覆成形方式,基于有限元软件PAM-STAMP 2G平台,利用其二次开发工具Stamp Tool Kit,开发蒙皮拉形工艺仿真专用系统.将复杂的前置处理过程进行封装,可方便地对带弹性挚层的可重构柔性模具蒙皮拉形包覆成形过程进行弯曲、成形、切边及回弹过程模拟.系统实现了对飞机蒙皮拉形成形质量的预测,有较强的实用性和可靠性.针对所开发的系统,研究了不同挚层厚度对抑制成形板料表面压痕的规律,发现对于可调钉柱其截面尺寸为30 mm×30 mm的柔性模具,垫层厚度大于等于25 mm时可达到很好抑制表面缺陷的目的.     

电磁成形技术在薄板成形中应用的研究进展

电磁成形技术是一种高能、高效成形技术,目前已在工业生产中获得广泛应用,是近年来一种新兴的板材塑性加工方法.本文从理论、试验和有限元仿真3个方面介绍了国内外电磁成形技术运用于薄板成形领域的最新成果,主要阐述了管件缩径成形和胀形成形、平板成形以及薄板校形方面的研究进展,讨论了在应用研究中存在的问题和进一步发展方向.     

金属板料的机械喷丸成形与激光喷丸成形技术

机械喷丸成形和激光喷丸成形是两种喷丸成形技术，用于成形外形变化平缓的蒙皮类镀金零件。论述了这两种喷丸成形技术的原理、特点和发展趋势，并对它们的工艺参数进行了分析和比较。     

车用发电机磁极的精密成形技术

精密成形技术已经成为提高产品性能与质量，提高市场竞争力的关键技术，本文通过精密塑性成形技术开发出了汽车发电机爪极的一次成形工艺，在研究的过程中使用了被广泛运用的有限元分析方法，减少了开发成本，丰富了研究方法。     

On Practical Forming Limits in Superplastic Forming of Aluminum Sheet

In this paper, the superplastic forming (SPF) potential of two fine-grained 5083 aluminum alloys were studied under various stress states with the use of both high temperature tensile testing and pneumatic bulge testing. Experiments with the pneumatic bulge test were performed at temperatures ranging from 475 to 525 °C under three different strain paths ranging from equi-biaxial to approaching plane strain. The effects of temperature on total elongation, m-value, final thickness distribution, dome height, and cavitation were investigated for the case of uniaxial and equi-biaxial stretching. Increased temperature in bulge forming was found to improve the thickness distribution in the formed parts, but did not have a significant effect on dome height. The shape of the forming limit diagram (FLD) was found to be significantly different than that of FLDs commonly used in room temperature stamping. Results indicate that determination of forming limits in SPF cannot be represented with a simple FLD and additional metrics such as external thinning and internal cavitation need to be considered to determine a material’s SPF potential. This article was presented at Materials Science & Technology 2006, Innovations in Metal Forming symposium held in Cincinnati, OH, October 15-19, 2006.     

基于数控渐进成形技术的方形盒成形工艺

介绍了金属板料数控渐进成形工艺的成形原理、变形分析以及直壁方形盒成形的工艺规划、实验和主要工艺参数的影响。由于成形工具球头的半径远远小于板料的外形尺寸,所以板料每次产生的变形仅仅发生在成形工具球头的周围,成形工具使板料产生变薄拉深变形,导致板料厚度减薄,表面积增大,靠逐次的变形累积产生整体的变形。影响直壁方形盒成形的主要参数是成形半顶角θ和圆角半径R。根据正弦定律,通过数控渐进成形工艺,直壁方形盒不能一次成形,必须通过多次成形。因此,为了加工直壁方形盒,设计了平行线型工具路径方法,并且进行了实验和分析。     

气体辅助注射成型工艺的探讨

通过利用MoldFlow软件 ,对气辅成型过程进行模拟 ,对气辅成型工艺 ,特别是预填充量、延滞时间、气体填充压力、模具温度、熔体温度等工艺参数进行了研究 ,并得出相应的结论     

TA2纯钛板的成形极限

为了探究TA2纯钛板的成形极限,通过电化学腐蚀方法印制网格,在室温下使用BCS-50AR板材试验机分别对厚度为0.5和0.8 mm的TA2纯钛板进行了Nakizima胀形试验。通过网格分析系统采集网格的畸变,获得材料的主、次应变,并绘制了TA2纯钛板在室温下的成形极限图。根据单位体积塑性功相等的原理改进了Hill48屈服准则,并求出了TA2纯钛板对应的各向异性系数。将M-K失稳准则和改进的Hill48屈服准则相结合,对TA2纯钛板的成形极限进行了理论预测,理论预测结果与试验结果基本吻合,但整体略低于试验结果。所做研究对于今后板料成形极限的研究提供了重要的研究方法,并且对实际生产具有着重要的工程应用价值。     

电磁成形技术发展简介

电磁成形技术是一种新型的高能率金属塑性加工技术，它以物理学中的电磁感应定律为理论基础；以电磁成形机为技术实施的物质条件；以独特的加工工艺为技术实施提供方法指导。本文从以上3个方面进行了简明扼要的叙述，以展现人们认识和应用电磁成形技术的历程。     

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。