金属板材数控渐进成形加工轨迹交互修改及优化

金属板材数控渐进成形技术,是一种利用快速原型分层制造的思想对金属板材进行逐层挤压而成形金属覆盖件的柔性加工技术。本文介绍了金属板材数控渐进成形技术的过程、原理,同时,主要针对加工过程中发生的破裂、凹陷等缺陷,提出了一种基于NURBS的加工轨迹人机交互修改和优化的方法,解决了复杂曲面零件无法加工的难题,实现了金属板材数控渐进成形加工过程的快速响应。     

基于金属板材数控渐进技术的汽车座椅成形工艺

金属板材数控渐进成形工艺不需要专用的模具,是一种柔性的成形工艺.在工艺规划中,通过零件的数字模型来调节成形工具的运行轨迹,达到渐进成形零件形状的目的.由于汽车座椅形状复杂,金属板材渐进成形较困难.本文对其数控渐进成形工艺进行了分析,提出由建模、工艺分析、轨迹生成、HrpDSF处理、安装定位、加工润滑、后处理等组成的金属板材数控渐进成形工艺规划方法,成功地应用于汽车座椅的数控渐进成形中.并对汽车座椅数控渐进成形加工中,通常出现的破裂、回弹、起皱等严重影响成形质量的缺陷原因进行分析,采取不同的处理防范措施,取得满意的效果.为今后完善和发展金属板材数控渐进成形技术起到重要作用.     

金属板材分层渐进成形技术及其有限元模拟

本文介绍了金属板材分层渐进成形技术。由于金属板材分层渐进成形的工艺较复杂 ,各种参数及加工轨迹很难用实验方法确定 ,如何选择合理的工艺参数来得到理想的加工工件成为问题的关键。根据金属板材分层渐进成形为多工步成形的技术特点 ,提出了金属板材分层渐进成形的有限元模拟方案     

H180YD+Z高强度钢热镀锌板的渐进成形实验

板料零件数控渐进成形工艺是一种通过数字控制设备,采用预先编制好的控制程序逐点成形板料零件的柔性加工工艺。文章利用数控实验机床(CNC)对热浸渡钢板H180YD+Z的渐进成形性能进行研究,测试了成形极限角和成形性能曲线。结果表明,该材料在渐进成形过程中,其零件厚度分布基本符合t=t0cosθ的规律,成形性能好,可适用于汽车钣金件的渐进成形,为板材的渐进成形工艺提供了理论依据。     

基于多特征模型加工的数控渐进成形轨迹

针对多特征模型的不同数控渐进成形加工方式的问题,分析了基于层优先轨迹的加工方式与基于特征优先轨迹的加工方式,并对比了两种加工方式的优劣之处。采用有限元分析软件ANSYS对两种加工方式下板材的成形过程进行模拟,有限元分析结果表明:基于特征优先轨迹下的数控渐进成形方式的效率比基于层优先轨迹下的数控渐进成形方式高20. 7%,另外,基于层优先轨迹加工方式下板材成形后的最小厚度值也比基于特征优先轨迹加工方式下板材成形后的最小厚度值要略大。但基于层优先轨迹下成形后板材的轮廓相对于基于特征优先轨迹下成形后板材的轮廓,其更加接近于设计件的轮廓。     

双凸板材件的数控渐进成形研究

针对数控渐进反向成形中无法直接成形加工双凸板材件的问题,提出了基于双面挤压的双凸板材件数控渐进反向成形方法。该方法通过设计从正反两面可接近各形体的支撑模,并把板材用两个支撑模装夹,从正反两面挤压板材来实现双凸板材件成形。给出了双凸板材件的成形工艺方案和支撑模设计方法,研究了双凸板材件数控渐进反向成形过程数字模拟分析的方法并运用数值模拟分析了该方案的可行性,并且通过成形试验,完成了双凸板材件的制作。研究结果表明,基于双面挤压的数控渐进反向方法可应用于双凸板材件的制作。     

板材单点数控渐进成形回弹控制及模拟优化研究

传统的板材成形工艺由于过多依赖于模具、缺乏柔性正面临巨大的挑战,而板材单点数控渐进成形是近几年来国际上刚刚开始研究的一种新工艺,具有柔性高,产品的尺寸与形状变化容易的优点。根据对板材单点数控渐进成形工艺的研究,分析了各参数对成形质量的影响,提出了单点数控渐进成形轨迹设计的基本原则,并主要分析了回弹缺陷的补偿方法,通过工艺试验和数值模拟技术验证了回弹补偿方法的可行性,对板材单点数控渐进成形技术应用与实际生产具有较强的实用价值。     

数控渐进成形板料尺寸自动确定方法研究

在板材数控渐进成形中,为满足节省材料、降低成形加工载荷的要求,提出了基于STL(Sterolithography)模型的数控渐进成形板料尺寸自动确定方法。利用板材件底面边界多边形的最小矩形包围盒确定了板料的长、宽;根据板材件厚度的正弦减薄规律确定了板料的厚度,并生成了板材件厚度分布颜色云图。通过对不同形状的板材件比较分析表明,本方法较传统方法能够节省板料9.4%~23.5%。基于有限元分析的数字模拟结果表明,采用本方法确定的板料尺寸完全可以加工成形出预期的板材件。     

轴对称件多道次数控点成形过程的理论分析

板材数控增量成形是国际上刚刚兴起的一项柔性加工技术，其实质是以累积的点成形来加工零件。该技术不需专用模具，可通过数控设备加工出成形极限较大、形状复杂的板材零件，应用面较广，适合于航天、汽车和民用产品中的小批量、形状复杂的板材零件加工，有着广阔的发展前景。本文以圆弧成形轨迹为例，对较为简单的二维轴对称成形进行分析，从板坯与成形件金属之间的映射关系入手，讨论了如何控制金属流动，才能使变形后应变均匀化程度得以提高，为成形轨迹的选定提供了理论依据。此外，还指出了增量成形能提高成形极限的原因，探讨了影响成形件表面质量的因素等。     

基于冲压与数控渐进成形的复合成形

针对冲压工艺难以成形形状复杂板材件、冲压模具难以制造或加工成本高以及单独采用数控渐进成形加工效率低的问题,提出基于冲压工艺与数控渐进成形工艺相结合的复合成形方法,并给出了基于冲压与数控渐进成形的复合成形的数值模拟方法。采用冲压成形、数控渐进成形和复合成形3种成形方式,以有限元分析软件数值模拟分析同一形状板材件,对比分析数值模拟后的板材件的轮廓尺寸精度与厚度分布。结果可知,采用复合成形得到的板材件轮廓尺寸精度与厚度分布能够满足实际应用,所提出的复合成形方法具有可应用性。     

基于机器视觉的机床自寻位在无模渐进成形设备中的实现

在板料的无模渐进成形过程中,使用导正杆定位底支撑模型,由于配合误差和模型浮动等问题造成定位效率低、精度差.基于机器视觉的机床自寻位系统利用图像采集系统对定位孔进行图像捕捉与处理,获得底支撑模型的坐标系,然后在数控系统中对机床坐标系进行离线变换,实现成形轨迹位置到底支撑模型的自适应,完成了金属板料无模渐进成形中底支撑模型的非接触式高精度快速定位.     

板料增量成形的研究进展

板料增量成形是采用简单模具对板料进行逐次塑性加工的一种工艺,不需要专用的模具就可以成形较为复杂的零件,同时还具有成形力小、柔性高的特点,特别适合多品种小批量零件的生产方式,因此得到国内外学者的重视。本文重点从板料的增量压弯成形、增量拉深胀形、增量微成形3个方面对板料增量成形的发展进行综述,还对板料增量成形工艺的发展前景进行了展望,指出进行理论创新、开发新的模拟软件、探索新的成形方案、开发增量成形新设备是发展趋势。     

金属板料数控无模成形及快速制模

论述了一种基于快速原型制造原理的金属板料无模成形技术,该技术引入快速原型制造“分层制造”的思想,用计算机控制一个工具头逐层对板料施行渐进塑性加工,使其逐步成形为所需的形状,该技术与快速制模技术相结合,可制造能生产上千件金属薄板成形件的模具。     

金属板料渐进成形工艺过程有限元模拟

介绍了金属板料分层渐进成形过程有限元模拟。在金属板料渐进成形过程中,材料的弹塑性变形十分复杂,影响成形过程的因素很多,同时各个工艺参数对成形过程的影响又很难确定。为此,根据金属板料分层渐进成形为多工步成形的技术特点,建立一种有限元模拟方案,对板料渐进成形过程进行了模拟分析。     

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.     

An Incremental Roll Forming Process for Manufacturing Doubly Curved Sheets from General Quadrilateral Sheet Blanks with Enhanced Process Features

In order to manufacture a doubly curved sheet metal effectively, a flexible incremental roll forming process has been developed by adopting the advantages of the incremental forming process and the roll forming process by combining inherent flexibility of the incremental forming process and continuous deformation of the roll forming process. In the proposed roll forming system, a newly designed gripper system is attached in order to achieve automation and more precision manufacturing of the required sheet intended double curvature. The forming method has been further enhanced to form general quadrilateral blanks (including a square, a rectangle, a symmetrical trapezoid and an asymmetrical trapezoid, etc.) into doubly curved shapes by controlling the forming schedule developed by various experiments.     

板料零件数控渐进成形工艺研究

板料零件数控渐进成形工艺是一种通过数字控制设备 ,采用预先编制好的控制程序逐点成形板料零件的柔性加工工艺。本文就板料零件数控渐进成形工艺的成形过程、变形机理、极限半顶角等方面进行了探讨。认为 ,板料零件数控渐进成形是使板料的厚度减薄 ,表面积增大 ,靠逐次的变形累积产生整体的变形。变形区厚度的变化与成形半顶角有关 ,其中 ,成形极限半顶角是数控渐进成形能否成功的关键 ,它不仅与材料有关 ,而且与板料厚度有关。