三维曲面板类件的连续柔性成形技术研究

文章通过对三维曲面板类件的不同成形方法的比较与分析,介绍了该技术的成形原理,开发出基于多点调整式连续柔性成形原理的实验设备,并进行了三维曲面板类件的成形实验。实验结果表明,板类件横向形状(曲率)取决于柔性辊的弯曲形状,纵向形状(曲率)由上辊的压下量决定。得出结论:使用可弯曲柔性辊的连续柔性成形技术是一种成形三维曲面板类件快速而经济的方法。     

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。     

逆向工程在板类件多点成形中的应用研究

近年,逆向工程在板类件加工领域中的应用受到了广泛的重视。本文提出将逆向工程技术应用于板类件多点成形技术中,实现在没有CAD模型而只有实物样件的情况下板类件快速数字化制造。文中阐述了激光测量、曲面建模和提高反求工件精度的方法。该方案切实可行,为板类制品的快速反求制造提供了一种新途径。     

材料参数对斜壁矩形盒件多点拉深成形性能的影响

多点成形技术是一种用于三维板类件成形的柔性加工技术.本文采用数值模拟方法研究了三个重要的材料力学性能参数──各向异性指数、应变硬化指数和屈服强度对斜壁矩形盒件多点拉深成形性能的影响.结果表明,与传统的模具拉深成形一样,板料的成形性能参数对多点拉深成形结果有着十分重要的影响;并且在一定的范围内,材料的各向异性指数越大,硬化指数越大,屈服强度越低越有利于斜壁矩形盒件的多点拉深成形.     

金属板料单点渐进成形下压点分散的等高线混合成形轨迹生成

等高线成形轨迹是现行金属板料单点渐进成形的主要加工方式。针对板料渐进成形过程中由于成形工具头挤压造成的工具头下压点过于集中产出的成形件局部凹陷、破裂及成形件整体扭曲和板厚分布不均匀等问题,提出了一种结合商业Unigraphics NX 10.0(UG 10.0)软件轮廓铣削加工中混合加工策略和沿部件斜进刀方式结合的金属板料单点渐进成形等高线成形轨迹生成的方法。Abaqus有限元数值模拟和实验分析表明,使用上述方法成形的成形件不仅避免了成形表面局部凹陷和破裂问题,还解决了成形件整体扭曲和板厚分布不均匀等问题。     

多点成形—金属板材柔性成形的新技术

多点成形是一种板材三维曲面柔性成形的新技术，简述了多点成形的基本原理与系统构成并介绍了几种成形方式，在多点成形中，厚板曲面件可直接成形，薄板曲面件则采用柔性压边技术进行成形，利用多点成形技术的柔性特号还能实现分段成形，反复成形，多道成形以及闭环成形等新的板材成形工艺。     

多点成形技术的发展和应用

多点成形技术是柔性成形技术的一种,便于实现准确的数字加工,因此在各行业尤其是造船业意义重大。根据已有技术和最新技术进展详细介绍了多点成形技术的组成,基本体群的形状排列,加工缺陷和对策,串行并行液压3种调形方式和加载系统,闭环、分段和多点与渐进结合的成形方式,以及多点成形技术的发展动态,目前存在的问题和建议。     

树脂板多点热成形数值模拟与实验研究

介绍了树脂板多点热成形的原理,选择具有良好综合性能的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯(PC)为研究对象,测试了其玻璃态转变温度。建立了树脂板多点热成形有限元模型,得到了球形面和鞍面件多点热成形的数值模拟结果,结果表明多点热成形技术可以实现PMMA、PC等树脂板三维曲面件的高精度成形。进行了PMMA板球面件和PC板鞍面件多点热成形实验,结果表明实验件的轮廓形状较好、壁厚分布较均匀,验证了树脂板多点热成形技术的可行性和实用性。对树脂板多点热成形实验结果和数值模拟结果进行对比分析,结果表明,在合理的偏差及测量误差范围内,实验结果与数值模拟结果吻合较好,验证了树脂板多点热成形数值模拟的正确性。     

基于连续多点成形原理的成形曲面件新工艺

对于应用周期短、批量不大以及板类件曲率变化频繁的行业,不宜采用通用模具冲压加工,尤其对于大型板类件．其模具加工费用非常高。因此,对于此类零件的加工基本上考虑采用无模柔性成形工艺。无模柔性成形技术中最常用的是利用热应力一应变和冷收缩来实现板类件渐变成形的移动热源线加热威形方法,其热源的获得也经历了氧乙炔、电磁热、激光束和等离子弧等。由于以热源类加工方法易改变材料的性能,特别是薄板类铝合金板料,再加上热源控制也是一个难题．所以铝合金板类件的成形一般不采用热源类加工方法。     

材料和目标形状对多点拉形成形精度的影响分析

多点拉形是将整体拉形模具离散成多点模具,可以在一套多点拉形模具上实现不同形状零件的拉形,省去了模具的设计、制造等大量的生产成本,实现了蒙皮件的柔性成形。多点拉形主要适于成形小曲率、大变形的蒙皮件,材料和目标曲面形状都是影响多点拉形成形结果的重要因素。通过对3种材料成形不同曲率半径球形件的多点拉形过程进行数值分析,研究材料和成形件目标形状对多点拉形的影响。结果表明,在成形件中心区域的形状误差小于边缘区的形状误差,拉伸方向的形状误差大于垂直拉伸方向的误差,成形件的曲率半径越小,成形件的形状误差越大。     

板材多点成形回弹补偿与控制的方法研究

基于数值模拟的结果,提出了修正基本体群成形面补偿回弹,获得精确形状零件的方法,并描述了该方法的主要步骤。曲面重构是修正时关键问题之一,对简单曲面文章先拟合B样条曲线,再利用曲线扫掠的方法生成曲面,对复杂曲面则直接拟合B样条曲面,以保证曲面的光滑性。抛物面件和球面件多点成形的应用结果表明,该方法可以很好地补偿多点成形中的回弹。     

200kN快速调形多点成形压力机的研制

本文重点介绍了200kN快速调形多点成形压力机的多点成形原理、快速调形原理、液压工作原理及性能参数。与机械手调形多点成形压力机相比,快速调形多点成形压力机的特点是:所有基本体同时调形,使总调形时间大大缩短,因而使多点成形压力机工作效率明显提高。     

板材无压边多点成形中回弹的数值模拟

回弹是板材无压边多点成形中必须解决的问题。本文采用显一隐式算法,对回弹进行数值模拟,采用动态显式算法模拟板材成形过程,隐式算法模拟卸载回弹过程。对不同板厚、不同变形量的圆柱面、球面、马鞍面的无压边多点成形过程进行数值模拟,得出了回弹趋势和回弹分布,这些结果对多点成形技术的工程应用,具有重要的参考价值和指导意义。     

多点压板成形技术及其板料冲压成形工艺

板料在冲压成形过程中常出现起皱现象,这是板料受压失稳的结果。论文提出一种新型的多点压板成形冲压技术,板料在冲压成形过程中,板料的上、下面受弹性压板力的约束,从而可以提升板料的失稳临界应力,减少板料的受压屈曲与起皱。同时研制一种可重构的杆系柔性成形模具,实施多点压板成形冲压工艺。试验表明,这种新型模具可以实施快速重构,同时可以有效地控制板料的起皱,特别适用于中小批量曲面板件的冲压成形加工。     

使用弹性介质的多点成形过程数值模拟研究

在多点成形过程中,压痕和皱纹缺陷是限制多点成形技术实用化的重要因素。使用弹性介质,可实现薄板三维曲面零件的无缺陷多点成形。本文对使用弹性介质和无弹性介质的多点成形过程进行数值模拟,分析成形过程中产生的压痕和起皱现象,并对上述缺陷的不同影响因素进行了模拟研究。结果表明,使用弹性介质可以显著地抑制压痕和起皱的发生。     

船体中厚板冷压成形的回弹模拟

以船体中厚板材冷压成形为研究对象,基于ANSYS/LS-DYNA数值模拟对成形过程和回弹过程进行分析;以成形件变形量和板厚为变量,研究其对板材回弹的影响规律,并进行了船板冷压回弹试验测量。结果表明,对于船体中厚板材,变形量和板厚对成形件的回弹有着显著的影响,模拟预估值能够达到精度要求。     

多点成形技术及其发展

多点成形技术是板材柔性成形的方式之一,可以快速、低成本、高质量的成形,提高经济效益。本文主要介绍多点模具及多点压机两种成形方式,板料多点成形方法的技术特点、成形工艺的研究现状、成形设备的开发现状以及成形技术的应用情况。通过分析多点成形的优缺点,探讨其发展趋势。     

Closed-loop control of product properties in metal forming: A review and prospectus

Metal forming processes today operate with astounding productivity, repeatably creating precise parts in high volumes out of the stock sheet and bar products of the upstream metals industries. This achievement has come through decades of development of ever stiffer and more precise tooling used in fast-acting tightly controlled equipment, and yet in the wider context of manufacturing, metal forming processes seem to be less effective: tooling costs are high, and can only be justified by large batch production; the parts made by metal forming are usually not as required for assembly, and must be processed in further downstream machining operations; current processes do not respond well to process disturbances such as tool wear or unanticipated variation in material properties; twenty years of laboratory development of new flexible forming processes has led to little industrial take-up, due to a lack of precision. The missing ingredient in forming which gives rise to these problems is the absence of effective closed-loop control of product properties. The normal practice for blacksmiths and craft workers in former times – using their personal senses to adjust processing in response to evolving conditions – has been forgotten in the pursuit of process rigidity. This paper therefore aims to motivate a new wave of interest in applying closed-loop control of product properties to metal forming processes. A novel framework is developed to show metal forming processes at the heart of an outer control loop, and existing applications are reviewed. Surveys of sensors, actuators and modelling techniques reveal a rich seam of opportunities for new developments, and the paper concludes with some suggestions about near term opportunities for applying closed-loop control of properties to metal forming processes.