网孔板渐进成形性能

采用单点连续渐进成形和点压渐进成形分别对网孔板进行定角度锥杯实验,实验结果显示单点连续渐进成形极限角为48°,大于点压渐进成形极限角为45°。采用这两种渐进成形方式,网孔板变形区域的圆孔均变成椭圆孔。通过测量这两种渐进成形42°定角度锥杯椭圆孔长轴尺寸,表明单点连续渐进成形网孔变形相对较小。采用动态有限元软件,模拟这两种渐进方式成形42°定角度锥杯过程,研究对比其应变、厚度及成形力的变化。模拟结果表明,点压渐进成形网孔板应变、厚度变化波动范围较小,成形力较单点连续渐进成形减小了44%,这两种渐进成形网孔板锥杯的椭圆孔短轴侧厚度较长轴侧厚度减小很多。     

基于冲压与数控渐进成形的复合成形

针对冲压工艺难以成形形状复杂板材件、冲压模具难以制造或加工成本高以及单独采用数控渐进成形加工效率低的问题,提出基于冲压工艺与数控渐进成形工艺相结合的复合成形方法,并给出了基于冲压与数控渐进成形的复合成形的数值模拟方法。采用冲压成形、数控渐进成形和复合成形3种成形方式,以有限元分析软件数值模拟分析同一形状板材件,对比分析数值模拟后的板材件的轮廓尺寸精度与厚度分布。结果可知,采用复合成形得到的板材件轮廓尺寸精度与厚度分布能够满足实际应用,所提出的复合成形方法具有可应用性。     

板料点压渐进成形的成形性能研究

板料渐进成形技术作为柔性制造技术,其研究已经取得相当进展。但是在进给轨迹连续的普通渐进成形中,材料在成形过程容易产生沿轨迹方向的推挤,而产生不必要的变形,影响加工能力和加工质量。通过圆弧沟槽实验,对比点压渐进成形和连续渐进成形,发现点压渐进成形可获得的沟槽长度为60.5 mm,大于连续渐进成形中48.9 mm的沟槽长度;破裂位置最大主应变分别为1.212和0.982,说明板料点压渐进成形时的成形性能比连续渐进成形好。通过改变点压渐进成形中正弦波的波长和振幅,说明两参数对成形性能的影响。采用成形性能更好的点压渐进成形,可减少多道次渐进成形的成形道次,拓展渐进成形所能成形的零件结构类型。     

工具头大小对板材多点复合渐进成形过程影响的有限元分析

多点渐进成形具有变形均匀、可成形性强、成形效率高且能有效抑制失稳等优势。通过建立金属板材多点复合渐进成形三维有限元模型,对不同尺寸大小的工具头成形典型方锥台制件的多点复合渐进成形过程进行了数值模拟和分析,探讨了工具头大小对成形件的等效塑性应变、成形精度、厚度减薄率等的影响。通过对仿真结果的对比分析表明:工具头直径越小,制件成形区的厚度减薄越严重,越易产生破裂;工具头直径越大,制件变形越均匀、成形精度更高,但法兰区的等效塑性应变更大、越易产生起皱。     

多点成形技术的发展和应用

多点成形技术是柔性成形技术的一种,便于实现准确的数字加工,因此在各行业尤其是造船业意义重大。根据已有技术和最新技术进展详细介绍了多点成形技术的组成,基本体群的形状排列,加工缺陷和对策,串行并行液压3种调形方式和加载系统,闭环、分段和多点与渐进结合的成形方式,以及多点成形技术的发展动态,目前存在的问题和建议。     

金属板料单点渐进成形下压点分散的等高线混合成形轨迹生成

等高线成形轨迹是现行金属板料单点渐进成形的主要加工方式。针对板料渐进成形过程中由于成形工具头挤压造成的工具头下压点过于集中产出的成形件局部凹陷、破裂及成形件整体扭曲和板厚分布不均匀等问题,提出了一种结合商业Unigraphics NX 10.0(UG 10.0)软件轮廓铣削加工中混合加工策略和沿部件斜进刀方式结合的金属板料单点渐进成形等高线成形轨迹生成的方法。Abaqus有限元数值模拟和实验分析表明,使用上述方法成形的成形件不仅避免了成形表面局部凹陷和破裂问题,还解决了成形件整体扭曲和板厚分布不均匀等问题。     

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。     

板材多点渐进成形控制系统设计

针对板材在单点渐进成形中成形平面受力不平衡,成形力相对较大,导致成形件极易产生失稳,并且成形效率不高等问题,在充分汲取单点渐进成形优点与多点成形优点的基础上,提出了多点渐进成形的方法,根据成形原理及成形路径规划研制出相应的成形控制系统。该系统以DMC2610控制器为核心,采用"PC+运动控制器"的主从式控制方式,在VB6.0环境下实现软件的开发,并详细分析了该系统的软硬件结构及实现方法。实验表明,该系统具有很好的灵活性和开放性,满足目前多点渐进成形实验研究的需要。     

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。     

三轴与五轴数控渐进复合成形

由于现有的数控渐进成形都采用三轴数控系统,无法成形加工包含有从Z轴正方向或负方向不可见且成形角大于90°曲面的复杂钣金件,针对此问题,提出一种基于三轴数控渐进成形与五轴数控渐进成形复合的成形方法。综合考虑成形效率和可成形性,将形状特征分为三轴数控渐进成形和五轴数控渐进成形可成形加工的特征,并分别采用三轴数控渐进成形和五轴数控渐进成形依次完成其成形。基于ANSYS/LS-DYNA的有限元分析和实际成形实验表明,所提出的方法具有可行性,能够制作出包含有从Z轴正方向或负方向不可见曲面复杂钣金件。