基于刚性弧形辊的三维曲面柔性轧制技术及实验研究北大核心CSCD

为了实现三维曲面零部件的连续、高效加工,提出了一种新型柔性成形方法——基于刚性弧形辊的三维曲面柔性轧制,该技术采用母线为弧线的刚性辊作为成形工具,通过调整上、下轧辊之间的间距形成具有一定分布规律的压下量,板料通过旋转的轧辊时沿轧制方向和宽度方向同时产生塑性变形,从而实现连续的曲面成形。阐述了该成形方法的研究意义和基本原理,开发了柔性轧制实验装置,并进行了球面形和马鞍形等不同形状的曲面件的成形实验,得到了良好的成形件。通过实验验证了基于刚性弧形辊的三维曲面柔性轧制成形过程的稳定性,证明了仅使用一对轧辊即可获得多种不同曲率半径和不同形状的曲面件,为进一步开展实用化研究奠定了基础。     

三维曲面板类件的连续柔性成形技术研究

文章通过对三维曲面板类件的不同成形方法的比较与分析,介绍了该技术的成形原理,开发出基于多点调整式连续柔性成形原理的实验设备,并进行了三维曲面板类件的成形实验。实验结果表明,板类件横向形状(曲率)取决于柔性辊的弯曲形状,纵向形状(曲率)由上辊的压下量决定。得出结论:使用可弯曲柔性辊的连续柔性成形技术是一种成形三维曲面板类件快速而经济的方法。     

连续多点成形设备的研究

连续多点成形是一种新颖的板材三维曲面成形技术。本文介绍了连续多点成形的概念,分析了其特点及工作原理;探讨了相关成形设备的研制。提出了两种设计方案：一种是柔性辊连续化的设计方案;另一种是柔性辊离散化的设计方案。通过自行开发的连续多点成形装置压制出球形件和鞍形件等典型的三维曲面件。采用显式动力分析方法对连续多点成形过程进行了数值模拟,给出了球形件和鞍形件的模拟结果。     

连续多点成形设备的研究

连续多点成形是一种新颖的板材三维曲面成形技术.本文介绍了连续多点成形的概念,分析了其特点及工作原理;探讨了相关成形设备的研制.提出了两种设计方案:一种是柔性辊连续化的设计方案:另一种是柔性辊离散化的设计方案.通过自行开发的连续多点成形装置压制出球形件和鞍形件等典型的三维曲面件.采用显式动力分析方法对连续多点成形过程进行了数值模拟,给出了球形件和鞍形件的模拟结果.     

连续辊压成形中的起皱缺陷分析

三维曲面连续辊压成形技术是一种新型的板材成形技术,通过一对可弯曲辊及其形成的辊缝即可实现双向曲率的板料成形。利用数值模拟方法对连续辊压过程中板材的最大压缩率和板材厚度对起皱缺陷的影响进行了研究。研究结果表明,当最大压缩率过大时,凸曲面件中间部位与鞍形件边缘易产生起皱缺陷,起皱程度随最大压缩率增加而增大。增大板材厚度,对失稳起皱具有抑制作用。对数值模拟结果进行实验验证,利用PRO CMM光学追踪器对实验件进行三维型面测量分析,实验结果证明了模拟结果的正确性。     

汽车大型覆盖件的数字化成形技术

本文介绍金属板料数字化成形的方法 ,这是一种用CAD模型直接驱动 ,实现设计与制造一体化的柔性快速成形方法。其采用快速原型制造技术的“分层制造”思想 ,将复杂的三维形状分解成一系列二维层上的数据。并根据工件的几何形状信息 ,用三轴数控设备控制一个成形工具头作三维曲线运动 ,逐层对板料进行塑性加工 ,使板料逐步成形为所需的汽车覆盖件     

多点对压成形技术的应用现状

多点对压成形是一种先进的板料数字化成形技术．其基本原理是由上、下两套规则排列的冲头点阵代替传统的;中压模具．实现板料三维曲面的快速成形。冲头点阵中每一个冲头的高度都由计算机自动调整．所有冲头调整到需要高度后形成成形面．用于板料冲压成形。用一套装置可以成形不同几何形状、不同厚度．不同材质的钣金零件．从而实现柔性成形：成形过程由CAD数据信息驱动．只要设计出所需要的几何形状,就能够调整;中头点阵型面进行成形．     

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。     

板厚对三维曲面柔性卷板成形过程影响的数值模拟研究

三维曲面柔性卷板成形技术是一种新颖的板材柔性成形技术.简单介绍了三维曲面柔性卷板成形技术,并以马鞍形件为例,采用通用的有限元程序建立了三维曲面柔性卷板成形过程的有限元模型.通过数值模拟的方法来研究同种材料、不同厚度的板材对其成形过程的影响,得出了在相同压下量时,随着板厚的增加,马鞍形件的成形效果越好的结论,并通过了实验验证.模拟结果对制定成形工艺,以及如何确定在一定参数下压制多少厚度的板材效果为最佳,具有一定的指导意义.     

不等厚板料液压成形数值模拟和试验研究

与传统的轧制板材相比,采用高压板料成形工艺加工的柔性辊压板坯可以实现工件的优化生产,使其应用于各种特殊场合。本文通过有限元法实现了对柔性辊压板坯加工过程中两个主要阶段(柔性轧制和高压板料成形)的数值模拟与优化。优化过程包括对板料加工链和载荷条件下工件性能两方面的优化。数值模拟与试验结果的对比表明,有限元方法与优化工具的组合成功实现了整个加工链和工件性能的数值模拟与优化。     

Electromagnetic forming—A review

Electromagnetic forming is an impulse or high-speed forming technology using pulsed magnetic field to apply Lorentz’ forces to workpieces preferably made of a highly electrically conductive material without mechanical contact and without a working medium. Thus hollow profiles can be compressed or expanded and flat or three-dimensionally preformed sheet metal can be shaped and joined as well as cutting operations can be performed. Due to extremely high velocities and strain rates in comparison to conventional quasistatic processes, forming limits can be extended for several materials. In this article, the state of the art of electromagnetic forming is reviewed considering:

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basic research work regarding the process principle, significant parameters on the acting loads, the resulting workpiece deformation, and their interactions, and the energy transfer during the process;

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application-oriented research work and applications in the field of forming, joining, cutting, and process combinations including electromagnetic forming incorporated into conventional forming technologies.

Moreover, research on the material behavior at the process specific high strain rates and on the equipment applied for electromagnetic forming is regarded. On the basis of this survey it is described why electromagnetic forming has not been widely initiated in industrial manufacturing processes up to now. Fields and topics where further research is required are identified and prospects for future industrial implementation of the process are given.     

电磁成形技术发展简介

电磁成形技术是一种新型的高能率金属塑性加工技术，它以物理学中的电磁感应定律为理论基础；以电磁成形机为技术实施的物质条件；以独特的加工工艺为技术实施提供方法指导。本文从以上3个方面进行了简明扼要的叙述，以展现人们认识和应用电磁成形技术的历程。     

焊接快速成形技术的研究现状与发展趋势

在分析焊接快速成形技术研究发展现状的基础上,指出了焊接快速成形技术发展中存在的相关问题,提出了未来焊接快速成形技术研究的重点应集中在提高成形效率和成形精度方面.开发柔性高、可靠性好、具备闭环控制功能的成形系统,研究成形性好、系列化和专业化的成形材料,实现焊接沉积与数控加工的有效集成,是未来焊接快速成形技术研究发展的趋势.     

板料数控渐进成形中变形力的研究

研究了板料数控渐进成形变形力的2种计算方法：按照纯剪切变形的方式计算变形力;按照剪切和弯曲综合变形的方式计算变形力。同时,通过实验测量出渐进成形的实际变形力。通过比较,实验测定的变形力与假定剪切弯曲变形计算的变形力相近,可以认为渐进成形是一种剪切弯曲变形。     

电磁成形技术在薄板成形中应用的研究进展

电磁成形技术是一种高能、高效成形技术,目前已在工业生产中获得广泛应用,是近年来一种新兴的板材塑性加工方法.本文从理论、试验和有限元仿真3个方面介绍了国内外电磁成形技术运用于薄板成形领域的最新成果,主要阐述了管件缩径成形和胀形成形、平板成形以及薄板校形方面的研究进展,讨论了在应用研究中存在的问题和进一步发展方向.     

基于数控渐进成形技术的方形盒成形工艺

介绍了金属板料数控渐进成形工艺的成形原理、变形分析以及直壁方形盒成形的工艺规划、实验和主要工艺参数的影响。由于成形工具球头的半径远远小于板料的外形尺寸,所以板料每次产生的变形仅仅发生在成形工具球头的周围,成形工具使板料产生变薄拉深变形,导致板料厚度减薄,表面积增大,靠逐次的变形累积产生整体的变形。影响直壁方形盒成形的主要参数是成形半顶角θ和圆角半径R。根据正弦定律,通过数控渐进成形工艺,直壁方形盒不能一次成形,必须通过多次成形。因此,为了加工直壁方形盒,设计了平行线型工具路径方法,并且进行了实验和分析。     

A review of spinning, shear forming and flow forming processes

In the last two decades or so, spinning and flow forming have gradually matured as metal forming processes for the production of engineering components in small to medium batch quantities. Combined spinning and flow forming techniques are being utilised increasingly due to the great flexibility provided for producing complicated parts nearer to net shape, enabling customers to optimise designs and reduce weight and cost, all of which are vital, especially in automotive industries.In this paper, process details of spinning and flow forming are introduced. The state of the art is described and developments in terms of research and industrial applications are reviewed. Also, the direction of research and development for future industrial applications are indicated.     

成形轨迹对数控渐进成形质量的影响

为了研究数控渐进成形过程中不同的成形轨迹对成形质量的影响,在给出下压点集中的等高线轨迹、下压点分散的等高线轨迹、等螺距螺旋线轨迹和不等螺距螺旋线轨迹这4种成形轨迹的生成方法的基础上,采用ANSYS/LS-DYNA软件,对基于这4种成形轨迹的数控渐进成形过程进行数值模拟,并根据数值模拟结果,对比分析了基于这4种成形轨迹的成形厚度、等效应变、单元位置偏移和轮廓尺寸精度。研究结果表明:下压点集中的等高线轨迹对应的数值模拟模型与理论模型在Z方向的平均偏差最小,下压点分散的等高线轨迹对应的数值模拟模型在XOZ截面处单元位置偏移幅度最小,不等螺距螺旋线轨迹对应的数值模拟模型表面质量最好,整体减薄幅度最小。     

直壁矩形盒渐进成形技术

介绍了金属板料数控渐进成形的原理、板料变形过程及直壁矩形盒成形的工艺规划。根据正弦定律,直壁矩形盒采用数控渐进成形工艺不能一次成形。经设计平行线形工具路径方法,并进行试验和分析,得出影响直壁矩形盒成形的主要参数是成形半锥角。     

面向数控渐进成形鼓包问题的成形轨迹生成与规划

针对数控渐进成形中鼓包的问题,提出了基于STL(Sterolithography)模型的等高线轮廓扫描、等高线轮廓与底面扫描、各等高层由外向内全扫描和各等高层由内向外全扫描4种挤压工具扫描运动轨迹类型,并给出了基于STL模型顶点偏置算法和多边形边偏置算法的各类型挤压运动轨迹生成方法;同时,采用有限元分析软件对这4种扫描运动轨迹的数控渐进成形效果进行了数字模拟仿真分析。研究结果表明,采用各等高层由内向外全扫描的轨迹进行数控渐进成形时不发生鼓包现象,并且能够减少制件的整体厚度差。