连续多点成形中的成形载荷分析

研制了连续多点成形装置来完成三维曲面工件的高效、柔性加工,并对其成形载荷的变化趋势以及不同工艺参数对成形载荷的影响进行了研究.首先,介绍了连续多点成形原理;基于一定的假设条件,建立了成形载荷的理论公式;以双曲率元件为研究对象,建立有限元模型,分析了y方向载荷、z方向载荷以及合成载荷的变化情况.接着,分析了上辊压下量、板材厚度以及柔性辊曲率半径对成形载荷的影响.最后,设计出成形装置并进行实验.结果表明,y方向载荷最大值为6.693 kN,成形载荷的最大值为6.716 kN,成形载荷主要由y方向载荷决定;z方向载荷最大值为1.412 kN,为驱动工件运动的力;随上辊压下量的增加、板材厚度的增加以及柔性辊曲率半径的减小,y方向载荷均增加.成形载荷的变化情况与实际情况吻合,为成形装置的研制提供了指导作用.实验结果证明,连续多点成形是一种连续、高效、柔性的三维曲面成形方法.     

基于多点调形原理的旋转曲面连续成形

提出采用连续多点成形方法来实现旋转曲面件的高效、柔性成形。阐述了连续多点成形原理,并与传统的旋转曲面加工方法相对比,分析其所具备的特点。以盘形件为研究对象,建立有限元模型,分析成形过程中的等效应力和塑性应变场分布,通过模拟结果和主应变状态来分析皱曲现象。最后,研制相应的成形装置并进行了实验。结果表明:定心装置和柔性辊作用区的等效应力超过了材料的屈服极限,最大值达到213 MPa;成形件中心区域塑性应变值最大,达到0.07;柔性辊作用区塑性应变值次之,为0.03;皱曲区域的壳单元产生的是切向压缩变形,实验结果和模拟结果基本相同,都介于605~615 mm。应力应变场和皱曲的模拟结果与实际情况吻合,表明成形装置能加工出效果良好的旋转曲面件。     

柔性滚弯成形技术研究进展

柔性滚弯成形技术主要用于制造形状多样化、生产批量小的复杂薄壁曲面制件,广泛运用于飞机、船舶、火箭等运载工具。总结了柔性滚弯成形技术在国内外的研究现状,介绍了刚性辊滚压橡胶垫的单轴柔性滚弯成形技术;刚性辊和柔性辊相互作用或者双柔性辊相互作用的双轴柔性滚弯成形技术;可弯曲、可调节的三柔性辊相互作用的曲面连续成形技术。对新型工艺技术的基本原理以及工艺特点进行了分析和总结。     

板料多点成形中基于NURBS曲面拓展的压边过渡面设计

研究了基于非均匀有理B样条(NURBS)的曲面拓展方法，结合多点成形设备的特点，开发了板料多点成形压边过渡面设计系统。实现了曲面柔性拓展和曲面桥接拓展两种不同的压边过渡面设计。这两种压边过渡面的设计算法效率高、适应性好，生成的过渡曲面与原曲面达到G^2连续。     

大型3维板类件多点闭环成形的研究

以多点成形技术为核心,为CAD／CAM／CAT为基础,提出了3维板类件的多点闭环成形。在多点成形过程中,3维曲面形状的离散傅里叶变换描述能够反映成形件的整体变形特性。以此为基础,给出多点成形过程的传递函数,并通过非参数化系统辨识方法获得每次循环中成形过程的非参数模型,从而预测出下次成形的基本体群形状,实现板类件的多点闭环成形。实验研究表明,在不考虑材料非线性、几何非线性和成形条件的情况下,金属板材通过闭环成形快速收敛的目标形状,实现了3维曲面的精确柔性造型。     

多点成形基本体群曲面造型的有限元方法

基本体群成形曲面的生成是多点成形技术中十分重要的问题之一。给出基于１８自由度三角形单元描述的连续的目标形状曲面,通过接触点计算确定基本体行程从而构造出成形曲面的方法。对规则曲面的数值计算表明,该方法的计算结果具有很高的精度。     

三维曲面连续辊压成形的力学机制及弯曲变形的计算

连续辊压成形是一种板料成形新方法,采用两个弯曲的成形辊可加工出三维曲面零件。对连续辊压中从板料到曲面的变形过程进行力学分析,并对变形与材料模型进行简化,根据成形曲面中的内力平衡方程,建立控制纵向(成形辊滚动方向)弯曲变形的基本方程,给出由辊压应变计算纵向弯曲曲率半径的公式及上、下成形辊之间辊缝的设计方法。分析表明,当辊压初应变在截面高度方向线性分布时,最终的成形曲面中没有残余应力,纵向弯曲变形的曲率由横截面上的最大高度差及横截面上压缩率差这两个参数来决定。通过分析得到实现曲面辊压成形的条件,获得横截面上压缩率差以及成形曲面几何参数对纵向弯曲的影响规律。通过曲面连续辊压成形的实例,说明所提出理论与公式的有效性。     

板类件多点成形专用CAD／CAM软件

多点成形压力机是一种新型板材柔性加工设备,因具有实现无模成形、小设备成形大型件等特点,在大型板材加工、多品种工件生产、新产品开发等诸多方面显示出良好的应用前景。要把多点成形用于三维曲面成形井使其向实用化、自动化方向     

板材三维曲面多点成形技术

多点成形是一种板材柔性成形新技术。它在新产品的试制开发、多品种、小批量板类件生产、大型板材成形等多方面都显示出良好的潜力。本文探讨了多点成形的基本原理、技术特点和系列实用技术,并对多点成形的应用前景作了阐述。     

多点成形过程中基本体群调形技术

介绍多点成形压力机中基本体群的调形技术与多点成形过程.以Passat1.8T轿车顶盖为例,运用逆向工程技术重构出轿车顶盖的三维曲面数学模型,在此基础上利用多点成形CAD软件系统计算出各基本体与轿车顶盖的三维曲面相互接触的高度数据,形成基本体群的高度数据文件,再将此数据文件传送给多点成形CAM软件系统,从而通过对各基本体的控制,调整一系列规则排列的基本体的高度,形成轿车顶盖的三维曲面的包络面.对轿车顶盖进行多点成形的试验研究为多点成形技术在汽车覆盖件冲压成形过程中的应用奠定了基础.     

金属焊接自由成形技术

在回顾焊接自由成形技术的发展历史的基础上,介绍了焊接自由成形技术的国内外发展现状。通过对不同研究机构采用焊接自由成形技术的总结与对比,探讨了焊接实验参数选择范围,分析了焊接制件成形精度以及力学性能。阐述了焊接成形技术存在的不足,提出了未来发展趋势。     

圆柱滚子外圆精密加工技术综述

圆柱滚子外圆精密加工技术作为圆柱滚子制造流程的终加工手段，对保证圆柱滚子的形状精度、尺寸精度、表面质量及其一致性起到关键作用。目前，依据加工原理不同，圆柱滚子加工方法主要分为无心磨削和无心超精研的工业主流传统加工方法，以及定心往复超精研、电化学机械光整、磁流体研磨、双平面方式超精研抛等非传统加工方法。介绍了上述不同加工方法的基本加工原理和研究现状，在加工精度、表面质量、生产效率等方面讨论了各加工方法的优缺点；展望了圆柱滚子外圆精密加工技术未来的发展方向，包括超精密工件和设备、高效自动化生产、高柔性生产、微小型零件、复合工艺、智能装备等。     

砂型数字化柔性挤压近净成形化算法研究

在砂型数字化无模铸造精密成形技术基础上,为实现砂型数字化柔性挤压近净成形创新提出了砂型数字化挤压成形方法,研究了砂型挤压成形优化算法,建立了砂型挤压头阵列包络体积最大值目标函数V(α,X,Y)max及其约束条件数学模型,优化出挤压砂型近净成形的最优角度和位置,使数字化挤压砂型型腔与数字化设计砂型型腔尺寸逼近,实现砂型数字化柔性挤压近净成形。     

Barrel cutter design and toolpath planning for high-efficiency machining of freeform surface

Improvement of machining efficiency is always one of the most interesting problems in CNC machining. Traditionally, the ball-end cutter is widely used in sculptured surface machining for the highly flexible controllability. But the process efficiency is low especially for freeform surface machining, which generally needs multiple tool-paths. To improve the machining efficiency of multi-axis flank milling of freeform surface, a novel barrel cutter design method is proposed in this paper. There are two principle parameters determining the revolution surface of the barrel cutter: the radius of the generatrix curve and the maximum rotating radius. The main work in this paper is to calculate the two parameters for strip-width-maximization machining without local over-gouging. Firstly, the curvature properties are introduced by the geometry model of the barrel cutter. Then the contact condition between the barrel cutter and the freeform surface is analyzed, relationship between cutter parameters and surface curvature is derived. To avoid the over-gouging, based on the curvature constraint, the designed surface is fitted into the cutter surface by surface approximation theory, so that the cutter surface can approach to the designed surface as close as possible. After that, toolpath planning method for milling of freeform surface with the barrel cutter is presented. Finally, machining implementations are presented to verify the effectiveness of the proposed method.     

基于液压成形和多点成形原理的钣金成形工艺

研究出一种钣金柔性成形工艺,凸模用高压液体,凹模用多个基本体调形而成。并采用凹模垫提高钣金面轮廓度形状精度。为钣金的柔性成形提供了新的高效无模成形方法。     

Sectional multipoint forming technology for large-size sheet metal

Based on the flexibility of multipoint forming, a work piece can be formed in a way section by section, which is named sectional multipoint forming (SMPF) here. With this technique, large-size parts of sheet metal can be manufactured on a small MPF press. In this article, basic principles and deformation characteristics of SMPF are discussed and three typical forming methods are summarized. Partial severe plastic deformation has become the main defect needed to be and wrinkle and dimple have new features in the SMPF process. Numerical simulation is an effective way to predict forming defects. Optimized design of the assortative region can suppress forming defects and improve forming efficiency. Some application examples improved the feasibility of SMPF technology .     

直接激光制造设备中的软件技术问题研讨

直接激光制造是一种金属粉三维成型新技术。文中在切片程序和CAM数控代码的衔接和处理上,讨论了软件的提高,即提出了每层激光开关位置的随机生成模式,根据高度改变的随机线扫描和固定角度增量线扫描的路径模式,及带空洞的薄壁件的模块规划等改进措施,提高了产品质量及生产效率。     

汽车B柱Rollforming成型的有限元仿真

在汽车车体构件制造中的辊弯成型工艺应用项目研究中,利用大型非线性有限元分析软件MSC.Marc研究了汽车B柱变截面辊弯成型仿真的有限元建模方法,主要包括板料模型和成型辊模型的建立、单元选择、边界条件、各种参数的设置及成型辊的速度加载等内容,然后采用刚性轧辊沿板料长度方向平动的方式对板料成型过程进行仿真模拟,分析了板料在...     

钣制带轮近净成形技术及应用前景

钣制带轮以其精度高、节能、节材、动平衡好、无环境污染等特点,逐步淘汰铸/锻造后经机加工生产的其他形式的传统带轮,具有良好的社会效益和经济效益.钣制带轮是以金属板料为毛坯,经过落料、拉深等冲压工序制成圆筒状,然后将其装夹在带有顶压座的芯模上,使其随主轴一起旋转,通过若干不同齿形的旋压成形轮分别沿径向施加压力而成形.分析钣制带轮近净成形技术的研究现状,阐述应用近净成形技术生产带轮的优点,介绍带轮数控旋压设备的发展趋势,最后论述钣制带轮近净成形技术的发展以及应用情况.