基于六边界优化角度函数的多道次辊弯成形研究

目的 为了提高多道次辊弯成形中板材的成形质量、减少板材纵向弯曲缺陷的产生,提出一种基于新型六边界成形角度分配函数的多道次辊弯成形优化方法。方法 根据翼缘端部水平面投影五次曲线推导出最优辊弯成形角度公式,结合COPRA研究板件峰值纵向应变,以确定最佳成形角度分配区间;在相同条件下,利用Abaquse模拟与实验研究不同成形角度对帽形件辊弯成形纵向弯曲缺陷的影响,并分析辊弯成形工艺参数对板材辊弯过程中应力-应变的影响。结果 新型六边界成形角度分配函数的多道次辊弯成形方法可有效改善板材纵向弯曲缺陷;应力随着成形角度增量的增加而增大,等效塑性应变随成形角度和成形角度增量的增加而增加;实验与模拟结果基本吻合,验证了模拟结果的正确性。结论 优化成形角度分配函数的多道次辊弯成形方法可有效改善板材纵向弯曲缺陷,为提高辊弯工艺精度与板材质量提供一定的理论指导。     

高强钢辊弯成形过程中成形力的影响因素研究

目的 探究辊弯成形过程中各工艺参数(板材厚度、弯曲角度以及总弯曲角度)对成形力的影响.方法 研究"日"字形截面的辊弯过程,利用ABAQUS有限元软件(FEA),建模分析辊弯成形过程中成形力大小的影响机制,避免实际生产中采集数据的复杂性以及困难性.为了避免各因素之间相互影响,采用单一变量实验法进行实验,根据不同板厚(1....     

基于弯曲实验的DP980力学性能研究

目的 针对仅通过单向拉伸实验无法准确表征金属板材在弯曲成形过程中的力学性能变化的问题,研究通过弯曲实验获取材料力学性能参数.方法 对高强钢DP980展开力学性能测试研究,主要通过弯曲实验对材料弯曲变形过程中形成的弯矩曲率进行测试,将得到的弯矩曲率转化为应力-应变.分别将弯曲和拉伸得到的应力-应变数据导入到三点弯和辊弯成形有限元仿真中,预测板材的成形角度.结果 DP980弯曲变形时的屈服强度要大于轴向拉伸时的屈服强度;分别利用弯曲和拉伸实验测得的应力-应变数据进行仿真,与三点弯实验结果对比发现,采用弯曲实验得到的应力-应变数据对回弹量的预测偏大,而利用拉伸实验得到的应力-应变数据进行仿真,仿真得到的回弹量则偏小,弯曲实验下变形过程中的应变变化数据更加符合真实过程,与辊弯实验对比发现,利用弯曲实验数据进行仿真可以更准确地预测V形板的最终成形角度.结论 相较于单向拉伸实验,通过弯曲实验获取的材料力学性能参数可以更准确地描述材料在三点弯、辊弯成形过程中的力学性能变化.     

帽形型材弯曲成形试验研究

针对某加强框零件的帽形型材弯曲成形加工工艺特点,通过对其成形试验的过程进行总结,提出了采用型材截面畸变控制块改善零件成形方式的全新工艺手段。试验证明,这种成形方法对比热弯、加工中热处理等传统手段更能够有效地解决型材类零件在钣金加工中的截面畸变问题。     

弯曲角度对弯曲轴线件内高压成形的影响分析

针对弯曲轴线矩形截面件内高压成形时容易发生开裂的问题,以轿车底盘前梁为例,采用数值模拟和试验的方法分别研究了0.98α、1.0α和1.02α(α为内高压件的轴线中心角)3种弯曲角度对弯曲轴线矩形截面件内高压成形开裂缺陷的影响.结果表明,采用0.98α和1.02α弯曲角度时,内高压成形时在弯角外侧和矩形截面过渡区叠加区域出现开裂缺陷,而采用1.0α的弯曲角度时,能够顺利成形出合格的内高压件.由此可知,对于弯曲轴线矩形截面件,弯曲工序引起的壁厚减薄及轴线偏移是导致内高压开裂的主要原因,通过合理的弯曲角度可以有效控制内高压成形截面环向变形的均匀性,避免开裂的产生.     

柔性压辊拉形方式及其夹钳对板材成形的影响

为提高大型板类件拉形精度,介绍了传统整体夹钳拉形机的特点,提出了新型柔性压辊拉形原理.以球形件为例,分别对两种夹钳结构的拉伸成形过程建立有限元模型,并进行数值模拟,对比分析了两种夹钳结构作用下的成形结果.研究表明:柔性压辊拉形方式所得的成形件,其应力、应变分布均匀,成形质量较整体夹钳方式明显提高;而采用传统整体夹钳所成形的部件,其局部应力集中现象相对严重.利用柔性压辊拉形理论,分别对采用平板式结构夹钳和拉延筋式结构夹钳成形球形件的过程建立有限元模型并进行模拟分析,根据板材拉形过程的流动理论,对比分析两种夹持方式下板材的流动状态.研究发现:采用拉延筋式夹钳进行拉伸成形,处于夹钳中的板材流动效果较好;而利用平板式夹钳的成形过程中,板材流动量较小.实验验证结果与模拟结果趋势一致.     

预弯对铝合金管材内高压成形缺陷与尺寸精度的影响

铝合金异形截面管件是实现汽车结构轻量化的有效途径之一,其成形工艺是先将铝合金管材经过数控弯曲获得轴线形状,然后进行内高压成形。弯曲产生的回弹、截面畸变及起皱等缺陷会影响后续内高压成形的质量。本工作通过建立管材塑性弯曲的理论模型和材料模型,计算任意弯曲角度的卸载回弹量,在弯曲过程考虑回弹量补偿,有效避免了内高压成形时的咬边缺陷。通过改善芯轴条件,使用带有一个芯球的芯轴,使截面不圆度由7.55%降低至1.43%,避免了弯曲件在内高压成形时发生破裂。同时对弯曲产生皱纹的管件进行内高压成形,证实了内高压成形过程不能够消除管件在弯曲过程形成的起皱。通过工艺实验研制出6063铝合金异形截面管件,获得了无缺陷的成形件。对47个内高压成形件进行尺寸精度测量,最大尺寸偏差为1.08mm(1.63%),尺寸和精度符合设计要求。     

三维曲面件柔性轧制成形有限元建模研究

利用柔性可弯辊轧制成形三维曲面件是一种新的板料成形方法,该文介绍了柔性轧制成形原理,基于离散化思想建立了刚性短辊按一定曲线排列的工作辊模型,解决了整体工作辊绕自身弯曲轴线无法转动的问题。给出了单元类型、网格划分技术、接触条件设置等关键问题的选择方法,利用建立的有限元模型模拟了凸曲面件的成形,模拟结果与理论分析和成形实验结果一致。     

TA2圆管辊弯成型边波缺陷及机理研究

目的 为消除TA2薄壁圆管在辊弯成型过程中产生的边波缺陷,研究分析不同成型方法中TA2薄壁圆管焊缝处纵向应力及应变大小的变化规律。方法 运用专业型钢软件COPRA RF和有限元MSC.MARC商业软件建立符合生产标准的三维薄壁圆管模型,展开多机架连续辊弯成型过程的有限元仿真,并进行辊弯成型试验验证。结果 试验结果表明,成型方式不合理是引起TA2薄壁圆管辊弯成型边波的重要原因。随着道次间成型结束后塑性应力与纵向应力的累积,TA2薄壁圆管焊缝处出现褶皱现象,即薄壁圆管产生边波缺陷。通过有限元分析及TA2纯钛薄壁圆管生产试验验证发现,基于普通成型法加工的薄壁圆管焊缝处失稳区辊弯纵向应变波动峰值由0.6%降低到基于上山法成型的0.3%。结论 使用上山法可以消除TA2纯钛薄壁圆管在辊弯加工工艺中产生的边波缺陷,提高了产品精度并为后续装配提供了保障,研究结果为消除工业纯钛圆管边波缺陷奠定了良好的理论基础。     

曲面柔性轧制装置设计与成形工艺分析

采用曲面柔性轧制方法可以实现三维曲面板类件的连续、柔性成形,为了验证该方法的可行性,本文基于曲面柔性轧制原理,设计出成形装置并研究了装置关键部件工作辊的驱动方式,驱动方式可以分为单端与双端两种;进行相关成形实验并对曲面柔性轧制成形工艺进行了分析,探讨了成形过程.结果表明:一次调形成形工艺适用于小变形量情况,成形质量好,效率高;渐进调形成形工艺,以小的压下量逐渐使板料成形,在一定程度上可以消除板料边缘皱褶,减小回弹,利于板料成形;理论上讨论了实时调形成形工艺,该种工艺将会提高成形自动化与效率.对成形件进行了成形精度与厚度分布研究,表明成形效果良好,验证了曲面柔性轧制成形方法的可行性与实用性.     

不锈钢车顶弯梁拉弯成形研究

利用ABAQUS软件,对某轨道车辆的不锈钢车顶弯梁的拉弯成形过程进行了模拟研究,分析了L形型材拉弯后截面畸变及回弹的影响因素及控制方法。结果表明:模具立边深度对截面畸变的影响较大,拉伸量对其影响相对较小;包覆拉伸量对回弹时发生的截面扭曲的影响最大,补拉量对回弹时发生的侧面弯曲的影响最大;采用模具型面补偿法可以有效减小回弹,提高轮廓精度。实验证明,当预拉量和补拉量为1%、包覆拉伸量为7.5%和模具立边深度为H-0.5mm并且模具型面补偿量为最大回弹量的1.1倍时,可以制造出高质量的不锈钢型材拉弯件。     

基于渐进弯曲成形双曲马鞍形金属板工艺研究

目的 解决马鞍形板成形困难、成形效率低和成形精度低的问题。方法 通过理论分析和仿真方法对马鞍形板成形过程中的加载路径和回弹情况进行研究,分析马鞍形板成形所需最小能量加载轨迹和回弹补偿数值。在此基础上,采用渐进弯曲成形方法对3 mm厚的Q235钢板进行马鞍形板成形实验,并与仿真研究结果进行对比分析。结果 马鞍形板在不同冲压点的回弹高度基本相同,为12 mm左右,没有辅助支撑成形马鞍形板的实验结果和设计目标的平均误差为6.2 mm,增加辅助支撑成形马鞍形板的实验结果和设计目标的平均误差为4.1 mm。结论 渐进弯曲成形方法能提高马鞍形板的成形效率和成形精度,节约成形加工成本。增加辅助支撑能明显改善马鞍形板的成形质量。     

基于数值模拟的管材平面弯曲成形几何加工精度规律

目的 建立高精度的有限元仿真模型可以有效地指导实际加工生产,在减少实验成本及结构件制造开发周期的同时提高成形效率。提高数值模拟中金属管材平面弯曲成形的几何加工精度,同时探究关键工艺参数对几何精度的影响规律,确定最佳工艺参数组合。方法 以管材平面弯曲成形构件为研究对象,建立了基于自由弯曲技术的管材弯曲成形有限元仿真模型,并通过实际加工实验验证了仿真精度,随后针对仿真模型的几何误差进行了参数补偿。将使用较高精度的仿真模型模拟得到的数据作为数据来源,研究关键工艺参数对仿真成形几何精度的影响机制,采用熵值法确定最佳工艺参数组合。结果 通过实际成形实验对比分析,在不同成形条件下,有限元仿真结果与实际加工结果高度吻合,两者之间的加工误差不超过2%,针对规格为32 mm×2 mm的20号碳钢管材,当轴向推进速度为5 mm/s,管材与弯曲模间隙值为0.25 mm时加工精度最高。结论 优化改进后的有限元仿真模型具有较高的几何成形精度,可有效指导实际成形工艺参数的优化工作。     

辊缝变化模型在面内弯曲精确成形中的应用

始参数调整方法检验了参数的控制精度,结果表明,两种精确控制方法是可行的.     

激光复合织构薄壁弯管模具成型试验

目的研究激光复合织构薄壁弯管模具的成型性能。方法分析模具与管件的摩擦对弯管成型的影响规律。利用激光毛化和微造型技术对弯管模具的夹块、压块、防皱板进行表面复合织构,完成了绕弯成型对比试验,采用直接测量法对成型件的外壁减薄率和截面畸变程度进行检测,结果弯管模具经过复合织构后,成型件外壁减薄率降低了0.5%~4.5%,截面畸变程度减轻了0.8%~2%,对于表面质量较好的不锈钢管,激光复合织构弯管模具能够使成型件表面保持较低的表面粗糙度和良好的光泽度。结论将激光复合织构技术应用于弯管模具,能够显著提高成型管件的质量。     

拼焊板结构件拉弯成形工艺参数的正交试验研究

工艺参数对拼焊板拉弯成形结构件的外形精度有着重要的影响,针对所研究的拼焊板零件的结构形式,其外侧线轮廓、内侧线轮廓、筋部面轮廓等都是评价成形质量的重要指标。通过正交试验,研究了拉弯成形过程中的夹头各阶段的旋转角α1~α4,以及夹头沿坯料轴线方向的引伸力F等工艺参数,对构件外侧线轮廓、内侧线轮廓、筋部面轮廓、外侧面轮廓及内侧面轮廓等外形精度的影响,获得了影响拼焊板拉弯件成形外形精度的影响因素的主次顺序。研究结果表明,影响外侧线轮廓与筋部面轮廓因素的主次顺序为:引伸力F、旋转角α4、旋转角α3、旋转角α2、旋转角α1;内侧线轮廓各个影响因素的极差值均很小,且测量值均匀,可认为内侧线轮廓基本不受工艺参数影响;影响外侧面轮廓与内侧面轮廓因素的主次顺序为:旋转角α3、旋转角α4、旋转角α2、旋转角α1、引伸力F。     

磨具弯曲成形法非球面研磨的研磨模型

磨具弯曲成形法是加工光学非球面零件的新方法,是线接触研磨过程.给出了弯曲成形法研磨的原理,基于Preston方程,限定磨具弯曲成形法特定研磨条件,分析了加工面上的任意一点的压力函数和相对速度函数,推导了磨具弯曲成形法研磨材料去除量函数表达式,推导了研磨作用时间函数.该研磨模型为磨具弯曲成形法研磨实践提供了理论依据.     

一组椭圆形截面吊臂折弯间隙、步进及折弯刀数计算公式

目的研究椭圆形截面吊臂折弯时折弯间隙和折弯步进的关系。方法构建了一组吊臂折弯间隙、步进及折弯刀数的计算公式。结果结果表明,通过该公式所得折弯工艺参数与实践较吻合,同时,折弯效率也可以得到极大提高,以180 t产品为例,增大折弯步进后,折弯效率提高了20.3%~56.4%。结论建立了折弯间隙、折弯步进及折弯刀数的数学模型,可以据此得出所需的最优工艺参数,该模型对实际生产具有很好的工艺指导和支撑作用,可极大提高生产效率。     

弯曲速度对弯管壁厚变化的影响

采用不同弯曲速度对5A06和1Cr18NiTi管进行了旋转弯曲试验和有限元模拟。分析后指出,弯曲速度对弯曲内侧管壁变形影响较大,弯曲内侧切向应力、应变及管壁增厚率均随弯曲速度增大而增大。同时,内侧管壁增厚对弯曲速度的敏感性具有随原始壁厚的增大而减小的变化趋势。薄壁管在过大弯曲速度下成形时,内侧因材料流动受阻滞易发生失稳起皱。     

U 型弯板弯曲工艺与模具设计

为提高U 型弯板生产效率、取消二次校形工序、方便卸料,设计制作了新结构的弯板弯曲模具。经对新结构的模具进行验证,模具结构合理,可补偿弯曲回弹,方便卸件,且增加了模具长度方向尺寸,一次可弯曲2 件弯板,提高生产效率。