多点压机成形与多道次多点模具成形的数值模拟研究

变形路径对于板材的成形质量有着重要的影响。多点压机成形和多道次多点模具成形充分利用多点成形的柔性特点,实现了对板材变形路径的控制。文章通过有限元数值模拟研究了这两种成形方式各自的特点和规律,并进行了比较。结果表明,多点压机成形和多道次多点模具成形,都能够优化板材变形路径,使变形均匀,有效地抑制起皱,提高板材变形能力。在同样条件下,多点压机方式好于多道次成形,但当多道次成形道次逐渐增多时,成形质量接近于多点压机成形。多点压机成形是理想化的成形方式,但设备造价昂贵,多道次多点模具成形可以近似实现多点压机成形效果。     

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。     

多道次多点成形过程的数值模拟研究

通过有限元数值模拟方法,分析多道成形工艺以及板材厚度对多道次成形的变形路径的影响。结果表明,多道次成形可以提高板材成形能力,抑制起皱等成形缺陷的产生;另外,成形同一工件时,随着板材厚度的增加,多道次成形所需的道次数减少。     

响应面法在大锻件微观组织质量控制中的应用

以某T型截面大锻件分段多道次成形工艺为研究对象,引入数学统计工具-响应面法(RSM)对该分段、不连续变形下的组织均匀性控制问题进行了研究。将工艺条件-道次进行参数表征,采用有限元方法 (FEM)和响应面法相结合,建立了以改善锻件微观组织质量为评价目标,以坯料温度、压力机速度、上模斜角角度和道次表征量为设计变量的二阶响应模型。研究了设计变量与评价目标之间的作用规律,通过Matlab软件得到了最优锻造工艺和工艺参数组合,即采用3道次成形工艺,坯料温度为440℃,压力机速度为8 mm·s-1,上模斜角角度为160°。采用优化结果进行大锻件的生产试制验证,金像分析显示所成形锻件内部组织均匀,表明了应用RSM和FEM可以有效地对分段多道次成形工艺下的锻件组织均匀性进行控制。     

板类件分段多点成形技术及其应用

本文介绍了分段多点成形技术的基本原理，探讨了其变形特点，并归纳总结出典型的实用成形方法。最后阐述了该项技术在多点成形工艺实验和实际生产中的应用。     

某汽车减震器多道次渐进成形数值模拟分析

以某汽车减震器为例,通过分析零件结构,得出单道次不能成形的结论;于是采用多道次成形,根据成形理论基础,设计加工工艺过程,计算每道次材料的减薄率,提出每次减薄率分别为0.23、0.30、0.46的三道次成形策略。建立有限元模型进行数值模拟,比较分析厚度值,模拟厚度结果符合工艺设计最小壁厚0.7mm的要求。模拟证明了某汽车减震器多道次渐进成形方案设计的正确性,为渐进成形在侧壁较陡制件上的推广应用及多道次的工艺设计提供了一定的理论依据。     

板料多道次拉深成形规律和性能的研究

在物理模拟的基础上，研究了板料拉深成形过程中，材料的性能参数和工艺参数对板料成形性能的影响，着重分析了对多道次拉深成形的影响。结果表明，无论是材料性能参数还是材料的工艺参数都对再拉深的影响比对单道次拉深的影响林大得多，但两种参数对多道次拉深的影响过程前后是一致的。同时可以看出，多道次拉深之间是相互影响的，不能割裂开来考虑。     

大型厚壁椭圆封头多次热冲压成形分析

采用有限元法对大型厚壁椭圆封头的一次和多次热冲压成形工艺进行数值模拟。对比分析厚壁封头在两种成形工艺下的压机成形载荷和封头成形壁厚的差异,并研究不同凹模直径对封头多次成形载荷和壁厚的影响。研究结果表明,多次热冲压可以有效地降低封头的成形载荷60%左右。多次热冲压封头壁厚比一次成形稍有减薄,但最大减薄率为5.9%,在合理要求范围内。通过与相近规格封头进行实验对比,壁厚分布规律相一致,因此能够达到较好地预测成形的目的。     

球形曲面多点分段成形的实验研究

本文进行了球形曲面与横向曲率较大及纵向曲率较大的椭球形曲面的多点分段成形实验研究。通过实验论证了分段成形时，横向变形较大及纵向变形较大的成形具有不同的变形特点和成形规律，并分析了二者之间的区别和联系；探讨了球面分段成形时可能产生的缺陷及其产生原因。基于其产生原因，通过合理的成形方法可获得满足成形质量和成形精度的制品。     

金属板材多道次渐进成形的模拟分析

针对半锥角为30°的圆锥凸台件,借助Abaqus有限元软件分析了多道次和单道次渐进成形过程。得到了各道次成形后的厚度分布云图和等效应变图,并对其进行了回弹分析。结果表明,多道次成形比单道次成形质量更好,板材厚度分布更均匀;多道次可以增大板材塑性变形极限,延迟裂纹产生,并且多道次成形后的回弹量明显小于单道次成形。     

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。     

多点成形中的柔性压边技术研究

对于薄板类零件而言,无论是利用整体模具成形还是多点成形,影响成形零件质量的关键因素是起皱。为了防止薄板类零件成形过程中产生起皱,尽量提高薄板类零件的变形量,研制了一种适合于多点成形的新型柔性压边装置,依据成形件的工艺特点、变形大小、材料特性及其弹性模量和成形零件形状,可以确定压边力的大小,且与板料直接接触的柔性压边圈随成形零件的形状不同而有所变形。介绍了多点成形压力机专用的柔性压边装置的工作原理、工作过程、布置结构、力学分析、成形力及压边力的计算。阐述了实际使用过程中的压边力和成形力的调节方法及柔性压边力,实现了数字无级调压,通过调节柔性压边力,明显改善了薄板类零件的成形质量。     

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。     

基于数值模拟的板料冲压成形回弹补偿方法

板料冲压中的回弹误差可以通过修正模具形状得到解决。基于冲压及回弹数值模拟,以控制系统、傅立叶变换及传递函数为理论基础,提出了一种模具回弹补偿的修正算法并开发了springbackcom系统。该方法通过两组小量变化的模具及其数值模拟得到回弹前后冲压件,建立模具形状传递函数,修正模具形状。利用此方法对某车引擎盖冲压过程进行了数值模拟及回弹补偿的实例验证,分析结果证明此回弹补偿方法是有效的,具有工程实用价值。     

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。     

薄板多点成形与模具成形过程数值模拟及成形性比较

基于动力显式有限元方法,针对不同工艺参数对带压边薄板类零件的多点成形和模具成形过程的影响进行了数值模拟与比较分析。由于成形方式的不同,各参数对起皱、破裂等成形缺陷的影响也不尽相同。通过对比分析发现,相同条件下多点成形对破裂的抑制效果优于模具成形;只要参数选取适当,板材在多点成形方式下的成形质量可以达到或超过模具成形方式。这些结果对于认识多点成形方法的塑性变形特点、合理设置多点成形工艺参数具有指导作用。     

马鞍形板材件多点“三明治”成形实验研究

多点“三明治”成形是一种针对小批量多曲率板材工件制造而提出的新成形方法。用该方法成形时,上模采用聚氨酯模具,下模为型面可调节的多点模具。为了使多点模具型面连续化和消除工件表面的压痕,在成形过程中使用了金属护板和弹性垫板。由于工件板材两侧都和聚氨酯相接触,因此成形后工件的表面质量好。为了研究采用多点“三明治”成形复杂三维曲面工件的成形过程以及成形可能会出现的表面缺陷,文章选用马鞍面作为目标形面进行了实验研究,提出了用于提高工件的贴模程度,通过改变上模形状的分步成形方法,并得到了Q235B板材厚度和可成形马鞍形工件深度之间的关系曲线。     

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。     

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。