金属板料无模单点渐近成形控制系统研究

金属板料无模渐近成形技术是国际上一种新兴的快速成形技术。本文根据自行开发、研制的单点渐近成形机的工作原理，提出一种可靠性高、抗干扰能力强、实时性好的控制系统，并分析其硬件及软件结构特点。该系统的成功运行，填补了国内在无模单点渐近成形技术研究方面的空白。     

AZ31B镁合金无模单点温渐进成形回弹影响因素研究

以变锥角圆台件为研究对象,基于渐进成形机理并运用ANSYS/LS-DYNA有限元模拟软件,以成形件的等效应力和成形件中截面的回弹量为主要研究指标,研究了不同工艺参数对AZ31B镁合金板材无模单点温渐进成形回弹的影响,重点分析了成形温度、摩擦条件和工具头直径对AZ31B镁合金板材无模单点温渐进成形后工件回弹量的影响规律.研究结果表明:当成形温度为250℃,静摩擦系数为0.2、动摩擦系数为0.1,工具头直径在Φ10 ～ Φ12 mm范围时,最有利于对AZ31B镁合金板材无模单点温渐进成形后成形件回弹的控制.     

智能与控制在塑性加工制备与成形中的应用

对材料制备与塑性加工方面的智能控制特点进行了介绍与分析。首先对钢铁、铜及铜合金管材连铸连轧过程控制加工特点进行了阐述 ,其次介绍了镁合金的“轧制 等通道角挤压 拉制”连续加工制备技术和镁合金薄板半固态双辊铸轧工艺。对于薄板增量加工成形技术 ,介绍了飞机整体壁板增量压弯技术、薄板单点无模增量成形技术和多点无模增量成形技术。讨论了薄板可动凹模液压成形技术、异型截面管件液压成形技术和细长杆件空间弯扭成形技术原理。最后对于微小件加工技术进行了简要介绍     

冷镦加工钮扣型贵金属复合触点

用一般自动冷镦机加工钮扣型贵金属复合触点，其平面触点在主模内成形，球面触点除球冠部分在成形模内成形外，其余部分亦在主模内成形。对于底面要求凸台型、多点凸起型和单点凸起型的，可在主模模腔和主模针端面上加工出相应的形状。此法生产的触点无脱模角。     

钛板材单点渐进成形工艺数值模拟分析

单点渐进成形技术可以明显地缩短新产品的生产周期,对于加工小批量、多品种、形状复杂的薄板成形件有着一定的优势.运用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对钛板材的有模单点渐进成形过程进行了数值模拟,分析了不同板厚的钛板材对成形性能的影响,为后续实验研究奠定基础.     

AZ31B镁合金板热渐进成形的精度研究

成形精度差是限制单点渐进成形发展的重要因素,针对单点渐进成形技术难以实现对材料高温处理再加工的问题,提出一种基于液体介质加热的单点渐进成形方法,并通过依次提高温度的方法,探索了适合进行AZ31B镁合金板料单点渐进成形的实验温度。同时,研究了在该温度下采用单点渐进成形方法加工AZ31B镁合金方锥件时,成形角对精度的影响。结果表明:液体介质加热的方法对单点渐进成形有效,在加热油温达到200℃时能够完成镁合金板料的单点渐进成形过程;方锥成形件的精度影响分两种形式——侧壁鼓凸和棱边回弹,并且随成形角的增大,侧壁鼓凸和棱边回弹的回弹量都减小。     

电磁辅助钣金拉延快速成形系统设计

通过对传统整体模和无模多点成形技术的研究,提出了一种新型的钣金拉延成形技术--电磁辅助钣金拉延快速成形技术.主要论述其机械系统及电气控制系统的整体设计,并对其关键技术电磁场辅助修形及电磁夹紧进行了研究.     

基于LS-DYNA软件的单点渐进成形过程的模拟方法

单点渐进成形技术是基于快速原型制造技术所发展起来的新技术，本介绍了一种基于LS—DYNA软件模拟单点渐进成形过程的模拟方法，为基础理论的研究提供了一种非常有效的方法。     

基于复杂铸件无模复合成形技术的高精度地形沙盘的制作方法研究

鉴于目前地形沙盘制作工艺复杂、人工依赖性大、精度低的问题,结合机械科学研究总院自主研发的复杂铸件无模复合成形技术与装备,提出了一种地形沙盘的无模切削高精度一体成形的制作方法。结果表明,通过对某地区地形沙盘的快速制作及扫描分析,复杂铸件无模复合成形技术与装备能够实现地形沙盘快速、高精度的制作。该加工方法适用于不同材质沙盘的加工要求。     

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。     

DC04钢板胀形-渐进复合成形锥形件成形能力的实验研究

为了提高渐进成形过程中板料的成形极限和加工效率,提出了胀形-渐进成形的复合成形方法,通过胀形-渐进成形复合成形锥形件实验,研究了DC04钢板胀形-渐进成形复合成形锥形件和纯渐进成形锥形件的成形极限角和应变变化以及壁厚分布规律。结果表明:预成形高度为h=15 mm和h=25 mm时,复合成形零件的成形极限角分别为α极=66°和α极=69°;采用胀形-渐进成形复合成形锥形件,当胀形的最大减薄量发生在局部渐进成形区内,并且胀形和渐进成形的最大减薄量位置方向相反时,锥形件壁厚趋于均匀,提高了胀形-渐进成形的复合成形能力。     

直齿圆柱齿轮冷挤压可控运动凹模成形工艺

为降低直齿圆柱齿轮冷挤压成形载荷和改善齿形角隅部分充填性,在分析直齿圆柱齿轮成形过程中金属流动特性基础上,提出了采用可控运动凹模的成形工艺。利用Deform-3D软件对此成形工艺过程中的金属流动规律、成形载荷、成形缺陷进行了数值模拟分析,并对该工艺进行了优化。分析结果表明,当凹模速度为冲头速度的1/2时,成形过程中齿形充填均匀、齿形角隅部分充填饱满,成形载荷最小,较传统单向挤压成形载荷降低了约20%。对优化后的成形工艺进行了成形试验研究,试验成形齿轮齿形饱满,无塌角缺陷,试验结果与模拟结果基本吻合。     

数控渐进正/反向复合成形中成形顺序对成形质量的影响

对于数控渐进成形中装夹面上下两侧都具有形体特征的复杂钣金件,仅利用单一的数控渐进反向成形或正向成形无法完成其成形。针对此问题,提出了一种基于正向成形与反向成形相结合的数控渐进复合成形方法,并给出了3种复合成形策略即正向成形与反向成形的3种成形顺序:反向-正向成形、正向-反向成形、正向/反向并行成形。同时利用数值模拟和实际成形实验对比分析了上述3种成形顺序对成形质量的影响。研究结果表明,采用正向-反向成形和正向/反向并行成形的成形效果优于反向-正向成形;在3种复合成形方式中,采用正向-反向成形的成形质量与成形效率最高。     

圆柱面力-位移分控多点成形的数值模拟研究

针对多点成形厚向约束不足易产生成形缺陷的现状,论文研究了无模多点成形中提高成形质量的一种新的成形方法,提出了力-位移分控的多点成形模式。讨论了力-位移分控多点成形模式下提高成形质量的机理,给出了实现力-位移分控多点成形的方法。采用数值模拟的方法,对不同曲率半径、板厚、成形力条件下的柱面件成形过程及回弹进行了分析研究。结果表明,采用力-位移分控的多点成形模式较多点摸具成形能获得更好的成形质量与效果;成形力越大,板厚越大,曲率越大,回弹越小。     

转向齿扇多向精密成形工艺

为了降低转向齿扇成形载荷、提高成形模具寿命,通过对转向齿扇的结构特点和工艺性分析,结合多向成形金属流动特点,提出了转向齿扇多向精密成形工艺方案。采用有限元模拟软件DEFORM-3D,对转向齿扇多向精密成形过程进行了数值模拟,对其成形过程中的金属流动规律进行了分析并预测成形载荷。结果表明,成形过程中齿扇充填均匀,角隅充填饱满,多向精密成形工艺最大成形载荷比单向闭塞挤压成形载荷降低了29%,成形时间缩短了53%,有利于提高模具的使用寿命。对多向精密成形工艺进行了成形试验,试验成形出的转向齿扇充填饱满,成形载荷与预测载荷基本一致。试验结果表明了该工艺的可行性和实用性。     

封头的多点成形工艺分析和数值模拟研究

结合多道次成形和分段成形工艺方式,文章对封头的多点成形过程进行了工艺分析。通过对其成形过程的有限元数值模拟,研究了封头多道次成形和分段成形的成形规律,制定了封头的多点成形工艺,并进行了实验验证。结果表明,通过合理的成形工艺,可以用多点成形设备成形封头,并能得到良好的成形效果。     

薄板多点成形中的拉裂现象研究

拉裂现象在薄板成形过程中很容易发生。文章采用有限元数值模拟手段,研究了薄板多点成形过程中的拉裂现象,分析了有压边多点成形时鞍形件的拉裂情况,提出了能够避免拉裂的柔性压边成形方式,分析了刚性压边与柔性压边成形时的成形极限与成形效果等,证明了柔性压边成形能够很好地解决板料起皱与拉裂的矛盾关系。当采用刚性压边多点成形时,加大压边力板料可能拉裂,减小压边力板料可能起皱;而采用柔性压边多点成形方式可以有效避免起皱和拉裂的发生,并且大大提高变形量,得到更好的成形结果。     

有模单点渐进成形工艺参数对1060铝合金成形性能的影响

为了研究各工艺参数对有模单点渐进成形直壁筒形件成形性能的影响,采用正交实验法,对层间距、工具头半径、进给速度和成形道次4个工艺参数进行优化设计,对板料变形区厚度进行仿真研究,并通过极差分析,得出各工艺参数对成形后板料最小厚度的影响。研究结果表明:各工艺参数中,成形道次数对板料成形最小厚度影响最大,工具头半径影响最小;对1 mm厚的1060铝合金板进行优化后,最小成形厚度为0.389 mm,比2道次成形后的最小厚度0.242 mm提高了60%。因此,在有模单点渐进成形直壁筒形件过程中,成形时间允许时,可适当增加成形道次,提高成形质量。     

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。     

铝合金弹性预应力超声喷丸成形试验

超声喷丸作为一种新型的板料成形技术,具有易操作,能耗少及优良成形性能等优点,广泛应用于板料成形中。但自由状态下,超声喷丸成形也易发生球面变形,因而提出了弹性预应力超声喷丸成形方法,以2024-T351铝合金壁板为研究对象,分析预弯力矩大小、成形轨迹和壁板厚度对成形曲率半径及成形性能的影响。试验中通过控制壁板展向的弯曲曲率来实现弹性预弯。结果表明:预应力超声喷丸能够大幅度减小壁板展向的成形曲率半径,同时增大弦向成形曲率半径,且随着预弯曲率半径的减小,这种减小和增大的效应随之逐渐增大。此外,与自由状态相比,预应力超声喷丸能够产生幅度和深度更大的残余压应力场,且表面粗糙度并未随着预弯曲率的增大而增加。分析认为,弹性预应力超声波喷丸能够进一步提高受喷材料的成形曲率并在一定程度上减小球面变形趋势,对大变形大厚度的单曲率零件成形具有重要的意义。