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。     

PC板材渐进成形性能实验研究

利用数控渐进成形机床对PC板料进行渐进成形实验,探究了成形工具头不同主轴转速和进给速度对PC板成形极限的影响。实验结果表明,当进给速度保持3000 mm·min~(-1)不变时,随着主轴转速的增大,板料渐进成形力不断减小,成形极限不断降低,零件表面质量也不断下降,并且当主轴转速达到1500 r·min~(-1)时,零件底部会出现表面褶皱缺陷;当主轴转速保持500 r·min~(-1)不变时,随着进给速度的增大,板料渐进成形力不断增大,成形极限不断降低,零件表面质量较好,底部未出现表面褶皱缺陷。     

金属板材单点渐进成形过程的数值模拟

利用有限元软件LS_DYNA模拟金属板材单点渐进成形过程。并利用LS_DYNA的显式求解器分析当压头压下时,不同压头半径条件下,压头与板材接触区域的应力分布。根据对模拟数据的分析比较,讨论不同压头半径对板材成形时的影响。     

进给速度对单点渐进成形表面粗糙度的影响

单点渐进成形表面质量是当前研究的难点和热点问题,而表面粗糙度是衡量成形表面光洁程度的一个重要指标。在数控加工中心对2A12铝合金薄板进行了单点渐进成形的实验,研究了进给速度对成形工件表面粗糙度的影响。结果表明:在其他条件不变的情况下,随着进给速度的减小,表面粗糙度的整体趋势也在减小。若进给速度减小到一定值时,表面粗糙度则趋于平稳。进给速度较大时,成形件的表面会出现类似"鱼鳞纹"的刀路。若进给速度逐渐减小,成形件表面的"鱼鳞纹"之间的距离逐渐减小,粗糙度也相应的减小,表面趋于平滑。     

国外金属板材单点渐进成形技术研究的新进展

介绍单点渐进成形技术的内涵以及国外最新进展。针对单点渐进成形技术目前存在的成形锥角和回弹等制约性因素,分析了国外主要研究机构在这一领域开展的最新研究和取得的一系列技术突破。     

基于有限元仿真的金属板材单点渐进成形分析

目前对板材单点渐进成形新型工艺的研究多是通过物理试验,从金属宏观位移的角度分析成形过程的一般规律,研究成形参数对成形能力的影响,而无法获得成形过程中真实的变形过程。文章基于刚粘塑性有限元法,应用实体单元,对渐进成形中在直线轨迹和曲线轨迹下的板材成形过程进行数值模拟,分析成形过程中各部分应力、应变的特点,并深入探讨了渐进成形过程的成形机理。研究表明,成形过程中,变形区可以划分为4个具有显著差异的区域考察变形特点;在工具头局部成形时,变形金属在压应力的作用下变形,具有更高的成形极限。     

板材单点渐进成形破裂模拟优化与实验验证

针对渐进成形工艺加工半锥角较小制件侧壁厚度减薄及破裂问题,基于ABAQUS建立渐进成形有限元分析模型,并进行数值模拟与结果分析。对于板材破裂及厚度分布不均现象提出优化方案,并完成数值模拟与实验验证,结果显示,实验加工与数值模拟结果基本一致。最后总结出渐进成形中板材发生破裂的原因、本质及解决方法。     

金属钽板的渐进成形实验研究

钽是理想的生物适应性材料,在外科修复体中有广泛的应用前景,利用渐进成形技术进行钽板修复体制作很有意义.以轧制的1mm钽板为对象,建立了钽板渐进成形实验模型,研究钽板的渐进成形性能,初步探讨了工具头材质及形状尺寸、进给量、表面润滑等因素对钽板渐进成形性能的影响,测算出1mm钽板的成形极限角度.     

板材数控渐进成形过程数值分析与实验研究

针对渐进成形工艺中板材厚度减薄的问题,以典型锥形件为例,运用ABAQUS建立的弹塑性有限元模型,研究了半顶角(α)、工具头直径(D)和层间距(△Z)等工艺参数对零件渐进成形的影响.结果表明,半顶角是影响板材成形性能的重要因素,半顶角越大,制件最小壁厚越大,板材变形越均匀;小的层间距和大的成形头直径有利于获得应变分布均匀和表面质量较好的制件;工具头直径减小、层间距减小和半顶角较小,都可以获得较小的轴向成形力.经实验验证,数值模拟结果基本与实际吻合.     

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。     

板料单点渐进成形中成形角对成形影响的模拟分析

介绍了金属板料单点渐进成形的基本原理;利用有限元软件LS_DYNA分析了板料渐进成形中当工具头压下时,不同成形角条件下,工具头与板料接触区域的应力分布;根据对模拟数据的分析比较,讨论了不同成形角对板料成形时的影响;就提高成形直壁件的高度提出了改进意见,并在试验中得到证实。     

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。     

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.     

单点渐进成形中成形角对成形极限的影响

在单点渐进成形中,成形零件的厚度满足正弦定律,成形极限用最大成形角表示.本文设计了测定板料最大成形角的试验装置并通过两组试验来测定LY12M的最大成形角.首先用曲线斜率为变量的旋转类零件初步确定最大成形角范围,然后再用曲线斜率为定值的旋转类零件确定真实最大成形角.经测定,铝板LY12M的真实最大成形角为65°.该方法用来测定板料的最大成形角是简单、可行的.     

金属板材分层渐进成形技术及其有限元模拟

本文介绍了金属板材分层渐进成形技术。由于金属板材分层渐进成形的工艺较复杂 ,各种参数及加工轨迹很难用实验方法确定 ,如何选择合理的工艺参数来得到理想的加工工件成为问题的关键。根据金属板材分层渐进成形为多工步成形的技术特点 ,提出了金属板材分层渐进成形的有限元模拟方案     

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。     

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.     

金属板材数控渐进成形加工轨迹交互修改及优化

金属板材数控渐进成形技术,是一种利用快速原型分层制造的思想对金属板材进行逐层挤压而成形金属覆盖件的柔性加工技术。本文介绍了金属板材数控渐进成形技术的过程、原理,同时,主要针对加工过程中发生的破裂、凹陷等缺陷,提出了一种基于NURBS的加工轨迹人机交互修改和优化的方法,解决了复杂曲面零件无法加工的难题,实现了金属板材数控渐进成形加工过程的快速响应。     

双凸板材件的数控渐进成形研究

针对数控渐进反向成形中无法直接成形加工双凸板材件的问题,提出了基于双面挤压的双凸板材件数控渐进反向成形方法。该方法通过设计从正反两面可接近各形体的支撑模,并把板材用两个支撑模装夹,从正反两面挤压板材来实现双凸板材件成形。给出了双凸板材件的成形工艺方案和支撑模设计方法,研究了双凸板材件数控渐进反向成形过程数字模拟分析的方法并运用数值模拟分析了该方案的可行性,并且通过成形试验,完成了双凸板材件的制作。研究结果表明,基于双面挤压的数控渐进反向方法可应用于双凸板材件的制作。     

金属板材数控单点渐进成形表面质量的实验研究

为了分析工艺参数对金属板材单点渐进成形表面质量的影响,本文在数控铣床上进行了08Al钢方锥形盒单点渐进成形实验,检测了表面粗糙度,研究了工艺参数(成形角、横向进给速度、纵向进给速度和进给量)对渐进成形件表面质量的影响。结果表明:成形角为45°时,表面粗糙度最小;横向进给速度为150 mm/min时,表面粗糙度最大;表面粗糙度随纵向进给速度的增大而减小,随纵向进给量的增大而增大。