板料渐进成形件表面质量的影响因素分析

表面质量控制是板料渐进成形领域的热点研究内容。以典型锥形零件为研究对象,推导不同残余波峰区域形状时残余波峰高度和垂直进给量的转化关系式,提出渐进成形工具对板料的接触频次与残余波峰高度、成形角和工具半径之间关系的数学模型,以此评价成形工具对板料的研磨效应。通过不同的预设残余波峰高度、原始板料表面粗糙度和摩擦类型,对倒锥形零件成形开展全因子试验,分析成形零件表面轮廓曲线与粗糙度值,揭示不同因素对表面质量的影响程度和机理。试验结果表明,在不同轨迹间距条件下,影响渐进成形件表面质量的主要因素是犁沟效应和研磨效应,采用滚动摩擦的方式可以有效地降低该效应。     

外轮廓支撑渐进成形大角度圆锥件的路径研究

基于ANSYS/LS-DYNA软件对外轮廓支撑渐进成形锥形件建立了相应的数值模型。以0.84 mm厚的1060Al为毛坯板料,在单道次渐进成形中模拟了大角度锥形件的成形过程,发现避开减薄带的新路径,可以有效提高其最大成形角度,并通过实验探索了不同工具头半径、轴向进给量等对最大成形角度的影响。对于超过此最大成形角度的锥形件,采用多道次渐进成形的工艺,先根据制件形状反向规划其成形路径,然后通过有限元模拟,调整路径参数,最后制得的大角度锥形件壁厚均匀,形状良好。     

数控渐进成形工艺参数对表面质量的影响

应用数控渐进成形设备,针对铝合金锥形件进行了试验研究。通过改变成形中的润滑方式、工具头形状、工具头直径、进给量等工艺参数,并对成形后的试验件表面粗糙度和表面形貌进行测量和分析,研究成形参数对零件表面质量的影响。实验结果如下:球头工具头成形的零件表面质量优于圆柱形工具头,大直径的工具头成形零件的表面质量要好于小直径的工具头,层进给量越小,零件表面质量越好,固体润滑剂相比于液体润滑剂对5754铝合金成形的零件表面质量影响较小。     

多道次双点渐进成形数值模拟与实验研究

针对多道次双点渐进成形中材料变形规律问题,建立了典型圆锥台件双点渐进成形有限元模型,采用螺旋轨迹对其多道次成形规律进行了数值模拟,对模拟结果中节点坐标和位移、单元应变和壁厚数据进行了提取,分析了成形过程中节点流动、单元应变及壁厚分布规律,并通过在实验板料表面印制圆形网格和制作标记点进行了多道次双点渐进成形实验,对成形零件网格变化、标记点径向移动和零件壁厚进行了测量分析,验证了模拟结果的正确性。研究结果表明,多道次双点渐进成形中材料产生明显的径向流动,且随着成形道次增多而增大,同时,成形道次越多零件壁厚均匀性越好;另外,采用变间隔角度设计方法,可改善多道次双点渐进成形零件壁厚分布均匀性,且随着成形道次增多作用越明显。     

数控渐进成形中的鼓包问题分析

针对渐进成形过程中的鼓包问题,分析了该现象的形成原因,利用简单试验法分析了零件成形角度、成形深度、成形零件直径、零件形状对鼓包问题的影响规律;并采用三因素两水平的正交试验方法分析了工具头直径、板料厚度、每层进给量及其交互作用对成形结果的影响。结果表明:板料成形角度越小鼓包高度越大,通过优化成形工艺参数可以减小鼓包高度,采用渐进成形正成形方法可以从根本上解决鼓包问题。     

铝合金单点增量成形轴向成形力实验与仿真

开展十字锥台零件单点增量成形实验,并测量了成形过程中的轴向成形力,研究轴向成形力变化规律。其次应用Abaqus有限元分析软件,分别选择不同的硬化准则和网格模型对零件外侧壁的成形进行仿真,结果显示,使用voce硬化准则和实体网格的局部有限元模型能够更准确的预测轴向成形力,在成形进入稳定后,仿真得到的轴向成形力与实验值的误差约为12.3%。基于此仿真模型研究了不同工具头半径,层间距和板厚对轴向成形力的影响,通过3参数3因素正交分析表明,板厚因素对成形力对轴向成形力影响最大。为了预测加工不同厚度板料时的轴向成形力,拟合得到板厚与轴向力的指数关系,具有较高的预测精度。     

信息动态

通过理论分析和实验研究,提出椭球形零件拉深成形失稳点的概念并确定出失稳点的具体位置参数.采用改变拉深过程压边力和润滑剂等条件对不同牌号钢板、铜板进行试验,得出压边力、润滑剂、材料性能等因素对失稳(起皱和破裂)点的影响规律.     

差厚激光拼焊板门内板的成形性能研究

门内板是激光拼焊板在汽车车身上应用的典型零件之一。推导了单向拉伸下差厚拼焊板的应力、应变与厚度关系的公式;通过数值模拟和实冲试验,研究0.8mm×1.2mm和0.8mm×1.5mm两种不同厚度组合对拼焊板应力、应变、厚度和焊缝移动量等成形性能的影响。模拟和试验的结果与推导的公式吻合:随着板厚比增大,薄侧板材承受的应力、应变变大,破裂的危险也相应增加,而厚侧板材的应力、应变随板厚比的增大而减小。     

金属板料单点渐进成形极限的数值模拟预测

渐进成形(Single point incremental forming, SPIF)有着较高的成形极限,但目前对其成形极限预测研究较少.基于数值模拟得到的应力应变数据,并结合四组具体的破裂试验,应用Oyane韧性破裂准则有效地预测了厚1.5 mm的LY12(M)硬质铝板的渐进成形极限;在Oyane韧性破裂准则中,当破裂积分值I=4时,预测的工件破裂起始点及成形极限图都与试验结果较为吻合.渐进成形极限远远高于传统成形方式,其"局部、交替、小增量"的变形特点,使小变形不断积累以获得大变形,"强制性"地实现变形的均匀分布,从而获得较高的成形极限.具体体现在成形过程中,应力路径跌宕起伏,应力三轴度(σh/(-σ))较小,不利于材料韧性破裂;局部高压力小增量叠加成形、摩擦热及良好的润滑条件保障了渐进成形件较高的塑性.     

薄壁半球壳零件拉深成形的有限元模拟分析

通过改变凹模圆角半径、压边力等成形参数对0.5 mm厚铝合金板拉深成半球形零件的成形过程进行了仿真模拟,研究了不同成形参数下零件成形过程中的应力应变分布和零件成形后的壁厚分布,揭示成形参数对半球形零件成形质量的影响.为实际生产中提高半球形零件的成形质量和抑制成形过程中板料起皱与开裂提供了一定的参考.