多道次单点渐进成形工艺参数优化研究

使用数值模拟方法和实验手段对下压量、工具头直径、摩擦系数、进给量等因素对多道次单点渐进成形零件厚度均匀性的影响进行研究。结果表明,影响成形零件厚度均匀性因素的大小依次为:工具头直径、进给量、摩擦系数和下压量。工具头直径对成形零件厚度均匀性影响最为明显,工具头直径越大,成形零件厚度均匀性越好;合适的摩擦系数和进给量能够加工出厚度较为均匀的零件;下压量对成形零件厚度均匀性影响不大。     

多道次单点渐进成形多参数交互影响

以成形角度为70°的锥形件为研究对象,研究了多道次渐进成形中每个道次的角度间隔、刀具半径和轴向进给量3个成形参数对制件壁厚的交互影响。首先,研究了单个参数在不同道次中变化对制件截面厚度的影响,然后设计正交试验分析了3组参数的交互作用对制件厚度的影响,并获得了成形参数的最优组合。最后进行数控试验验证了仿真结果的准确性。结果表明,3个参数影响的主次顺序为刀具半径、轴向进给量及道次角度间隔,最优组合为刀具半径4 mm,轴向进给量分别为0.5、1.0和1.5 mm,道次角度间隔分别为50°、60°和70°。通过选取合适的成形参数,成形质量和成形效率得到了提高。     

单点渐进成形时工艺参数对成形能力的影响

采用2A12铝合金作为试验材料,以成形极限角作为衡量工艺参数对板料单点渐进成形的成形能力影响的标准。试验中研究对成形能力影响的工艺参数有:工具头半径、加工步长、进给速度和主轴转速。采用正交试验法对板料在单点渐进成形中的成形极限进行研究。试验结果表明,对板料单点渐进成形的成形能力影响最大的因素是加工步长,其次是进给速度、主轴转速和工具头半径。     

正十二边形锥件单点渐进成形工艺参数研究

影响正十二边形锥件多道次单点渐进成形壁厚均匀度的因素有很多,其中工艺参数的影响较显著。在确定冷却润滑方式的基础上,采用数值模拟与物理试验相结合的方法,对下压量、工具头直径、进给量等因素对成形制件壁厚均匀度的影响进行分析,得出了各影响因素对正十二边形锥件壁厚均匀度的影响大小依次为:工具头直径、进给量、下压量。通过试验验证了正交试验所得最优工艺参与数值模拟结果的一致性。     

大角度深圆锥件多道次渐进成形工艺的研究

当成形角度较大、成形深度较深时,圆锥件的渐进成形需要多道次。本文以大角度深圆锥件为研究对象,研究了该类零件在多道次渐进成形工艺下的道次计算以及路径规划。基于有限元分析软件建立了相应的模型。以最大减薄率为准则,通过数值模拟和实验验证了圆锥件多道次渐进成形计算公式和路径规划的科学性。     

PP高分子板材多道次渐进成形实验研究

通过聚丙烯(PP)高分子板材的多道次渐进成形实验,研究多道次渐进成形零件的材料流动、应变及壁厚分布状况。研究结果表明,PP板多道次渐进成形的第一、第二主应变随成形深度的增大而呈上升趋势,且壁厚随着成形深度的增大而明显减小,无法成形深度过大的零件。通过实验数据,分析零件壁厚变化的原因,指出因道次间角度差的存在产生的成形台阶是导致零件底部下沉和壁厚骤减的原因。此外,针对壁厚问题,提出影响零件成形质量的因素,并结合实验验证,得出结论:增加道次次数、采用圆弧轨迹和减小道次间角度差可以在不同程度上改善壁厚分布状况。     

基于响应面法的多道次单点渐进成形径向尺寸的控制

为了控制多道次单点渐进成形中零件的径向尺寸误差,利用响应面法研究了主要成形工艺参数对零件的径向尺寸误差的影响规律,分析了各个参数及其交互作用对目标影响的显著性,并进一步对试验数据的适应度进行了分析,进而建立了多道次单点渐进成形径向尺寸误差的预测模型。同时利用最小化算法,结合此类工艺的加工效率,得到较优的工艺参数组合,从而实现多道次单点渐进成形径向尺寸的精确控制。结果表明:成形工具的二次项对径向尺寸误差的影响非常显著,下压量、进给速率及其与成形工具的交互作用对径向尺寸误差的影响较为显著,此外,利用最小化算法得到了4组较优的工艺参数组合。多道次单点渐进成形中,应选择下压量为0. 32 mm、工具直径为Φ12 mm及进给速率为1188 mm·min-1的配置作为较优的工艺参数组合来改善零件的径向尺寸误差。     

板材单点渐进成形工艺数值模拟与成形缺陷研究

工具头运动轨迹的动态加载是建立板材渐进成形有限元模型的难题。首先基于DYNAFORM建立基本的有限元模型,而后直接提取数控代码中工具头的位移坐标信息并添加至关键字文件,从而实现任意复杂运动曲线的加载;数控代码规划的加工轨迹存在起刀区域集中和加工方向单一的问题,容易造成破裂和失稳缺陷。起刀区域塑性变形大,累积效应使该区域板材严重减薄,采用均布策略,并保证均布后相邻起刀点的空间距离大于塑性变形区的最大半径可避免此缺陷。同时,运用顺逆相间的加工方式避免了单一方向加工方式存在的材料堆积引起的形状失稳和棱纹缺陷。     

电加热渐进成形工艺参数优化及成形温度预测

电加热渐进成形的成形温度是影响板料塑性性能和成形件质量的关键因素。本文采用正交试验方案进行了电加热渐进成形试验,分析了工具头直径、进给速度、垂直进给量和电流对成形温度的影响,并得到局部最优的电加热渐进成形参数组合。建立了输入为电加热渐进成形工艺参数,输出为成形温度的BP神经网络,利用正交试验的数据训练该网络,通过测试样本检验温度预测模型的精度。针对BP神经网络平均误差大(12.86%)的问题,分别用遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)优化了BP神经网络模型的权值和阀值,使预测误差分别降低到3.87%和9.05%。GA-BP神经网络模型可以高精度地预测工艺参数和成形温度之间的关系。     

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。     

多道次拉深复合成形工艺研究

以典型深拉深件滤清器罩壳为研究对象，对其原有成形工艺方案进行分析，提出采用多道次拉深挤切复合成形的工艺方案，设计出了集落料、拉深、修边、整形于一体的复合成形模具。提高了生产效率和生产安全性，降低了生产成本。     

多道次双面渐进成形策略对成形质量的影响

针对大壁角深腔类零件成形难的问题,在分析平行直线、平行弧线和变角度多道次双面渐进成形的基础上,提出了一种“Z”形折线连续多道次双面渐进成形策略。以大壁角深腔类方锥为研究对象,通过有限元模拟结果得出,“Z”形折线连续多道次双面渐进成形策略在平均厚度和几何偏差上表现优越。并通过试验验证了“Z”形折线连续多道次双面渐进成形策略的成形效果。结果表明,“Z”形折线连续多道次双面渐进成形策略得到了更为均匀的厚度分布,平均厚度由0.78 mm提升为0.87 mm,厚度减薄率与变角度多道次双面渐进成形相比提高了7%,显著提高了双面渐进成形工艺中大壁角深腔类试验件的成形精度和表面质量。     

单点渐进成形装置研制

单点渐进成形是一种基于分层逐步成形的原理,每一层采用局部塑性变形,最终达到产品目标形状的先进工艺.在加工小型板材三维零件时只需要简单工装即可实现成形,但对于中、大型覆盖件则需要精度高的装置以保证工件的成形质量.利用数控铣床提供的X、Y、Z方向移动定位等功能,开发制造了适于数控铣床的单点渐进成形加工的专用装置.通过大量实...     

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。     

板料单点渐进成形数值模拟研究

板料单点渐进成形过程变形复杂、影响因素多,工艺参数选择是提高成形质量和成形效率的关键。对单点渐进成形过程进行数值模拟,分析了成形件的应力分布和厚度变化以及成形路径、进给量等工艺参数对成形过程的影响。结果表明:成形件最大应力和最大厚度减薄发生在底面附近;采用螺旋进给方式可有效提高成形质量和成形效率。实验结果显示,实验结果与数值模拟结果基本吻合。     

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.     

单点渐进成形工艺参数对激光拼焊板圆锥台件回弹影响研究

激光拼焊板单点渐进成形回弹是影响成形精度的重要因素。使用回弹角来度量板料回弹大小,并使用正交试验设计对工具头直径、成形高度、下压量、半顶角等因素进行实验研究,得到各因素对回弹的影响程度。得出影响板料回弹因素的大小依次为:成形高度、下压量、半顶角和工具头直径;工具头直径变化对回弹影响不大;成形高度对回弹影响显著,成形高度越高,回弹量越小;在一定范围内,回弹角的大小取决于下压量的大小,下压量越大回弹角越小;过大或过小的半顶角都会导致显著的回弹现象,合适的半顶角设计能够有效减少回弹的出现,从而保证成形精度。最后通过实验验证了正交试验得出的最优工艺参数。     

基于改进蚁群算法的渐进成形工艺参数优化

针对渐进成形板厚分布不均、易导致局部破裂的问题,以平均减薄率作为目标对象,提出一种用于渐进成形工艺参数组合优化的改进型蚁群算法。通过回归分析,建立了以成形角、工具头直径、初始板厚和轴向进给量为自变量的减薄率四元二次型模型,给出了减薄率最小值优化问题模型及其约束条件。针对不同成形角的圆台件,通过蚁群算法,寻找到符合目标的最优工艺参数组合为工具头直径Φ10mm、初始板厚1.0mm和轴向进给量1.0mm。以成形角30°,37°,45°和60°的圆台件为例,利用优化所得工艺参数分别进行ANSYS/LS-DYNA仿真和Al1060铝板实验。结果表明,与Sine法则减薄率相比,改进蚁群算法、仿真及实验的减薄率偏差最大分别为0.823%,1.16%和3.4%。     

方锥形盒数控单点渐进成形工艺及表面质量研究

针对钛合金强度高、冲压成形难度大的问题,以某热电器件方锥形外壳为研究对象,基于ANSYS/LS-DYNA模拟分析平台对单点渐进成形过程进行有限元分析,探讨渐进成形工艺下钛合金的塑性变形规律及特征,并针对层下压量、工具头直径、板料厚度3个因素进行正交试验分析。研究结果表明:各因素对板料减薄率和最大表面压力的影响趋势基本一致,影响最大的因素是工具头直径,其次是板料厚度、层下压量。实际生产中,可以适当增加层压下量以提高生产效率,由正交试验分析得到最佳工艺参数:工具头直径为φ14 mm,板料厚度为0.5 mm,层压下量为1 mm。     

1060铝板两道次渐进成形圆孔翻边优化

以1060铝板为研究对象,基于DYNAFORM有限元模拟平台,建立了扩孔两道次渐进成形圆孔翻边模型,并通过ETA/POST后处理软件对成形结果进行了分析,比较了单道次成形和扩孔两道次成形制件的壁厚分布情况和翻边高度.研究结果表明,相较于单道次成形,扩孔两道次成形可以有效减少制件的减薄现象,使壁厚分布更为均匀;根据模拟结...