金属板料单点渐进成形性能的研究

通过数控机床渐进成形锥形零件,试验测量不同因素(原始板厚、垂直增量步长、润滑剂种类、零件形状)下的成形极限角,以此来比较渐进成形性能。另外,使用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对影响因子(原始板厚、垂直增量步长、零件形状)进行数值模拟,得到各种情况下的厚度分布、等效应力应变云图。通过试验和数值模拟,分析不同因素对板料渐进成形性能的影响规律,并初步探究其内部机理。结果表明:大的原始板厚和适当的增量步长有利于渐进成形性能的提高。与L-HM 46抗磨液压油和混合润滑剂相比,选用极压复合锂基润滑脂,1060铝板有更好的渐进成形能力。方锥台的成形性能比圆锥台高。     

渐进成形锥形件壁厚的正弦定理预测精度研究

采用不同加工参数渐进成形铝板锥形件,分析渐进成形过程中锥形件的壁厚变化规律,通过比较不同加工条件下实测板料厚度的变化和差异,并与正弦定理的预测值进行对比,研究了正弦定理对渐进成形锥形件壁厚预测的适用范围和精确度。结果表明:渐进成形锥形件过程中板料壁厚的变化经历了壁厚减薄、壁厚回升和壁厚稳定三个阶段,板料在壁厚减薄区和壁厚回升区之间的"最小值点"最易破裂。通过对比实测壁厚与正弦定理理论预测的壁厚发现,在壁厚稳定区的壁厚值最接近正弦定理的理论预测值,正弦定理适用范围在板料的壁厚稳定区。一次加工产生加工硬化,导致二次加工时在接合处的板料难以变形,平均误差率较高。大部分渐进成形锥形件壁厚稳定区实测的板料壁厚比正弦定理的理论预测值略低1%~2%,且进给量对正弦定理精确度的影响较大。此外,采用列文伯格-麦夸特算法和通用全局优化法建立了锥形件壁厚稳定区以及壁厚减薄区和壁厚回升区的壁厚模型经验公式。     

多道次双点渐进成形数值模拟与实验研究

针对多道次双点渐进成形中材料变形规律问题,建立了典型圆锥台件双点渐进成形有限元模型,采用螺旋轨迹对其多道次成形规律进行了数值模拟,对模拟结果中节点坐标和位移、单元应变和壁厚数据进行了提取,分析了成形过程中节点流动、单元应变及壁厚分布规律,并通过在实验板料表面印制圆形网格和制作标记点进行了多道次双点渐进成形实验,对成形零件网格变化、标记点径向移动和零件壁厚进行了测量分析,验证了模拟结果的正确性。研究结果表明,多道次双点渐进成形中材料产生明显的径向流动,且随着成形道次增多而增大,同时,成形道次越多零件壁厚均匀性越好;另外,采用变间隔角度设计方法,可改善多道次双点渐进成形零件壁厚分布均匀性,且随着成形道次增多作用越明显。     

金属直壁筒形件数控渐进成形工艺研究

介绍了金属板料数控渐进成形工艺的成形原理、变形分析、直壁筒形件成形的工具路径设计、实验条件及结果分析。根据正弦定律 ,金属板料数控渐进成形工艺 ,不能一次成形出直壁筒形件 ,要成形直壁筒形件 ,必须进行多次成形。为了尽快逼近直壁筒形件 ,设计了平行直线型等三种工具路径方案 ,通过实验和结果分析 ,找到最佳方案。     

金属直壁简形件数控渐进成形工艺研究

介绍了金属板料数控渐进成形工艺的成形原理、变形分析、直壁筒形件成形的工具路径设计、实验条件及结果分析.根据正弦定律,金属板料数控渐进成形工艺,不能一次成形出直壁筒形件,要成形直壁筒形件,必须进行多次成形.为了尽快逼近直壁筒形件,设计了平行直线型等三种工具路径方案,通过实验和结果分析,找到最佳方案.     

TA1板单点渐进成形壁厚变化规律的数值模拟研究

钛及其合金应用越来越广泛,目前单点渐进成形技术已经开始运用于钛及其合金的成形加工,但仍存在成形件壁厚过度减薄的问题,严重影响了成形件的成形质量。文章以TA1钛合金板材成形方锥形件为研究对象,运用Abaqus有限元仿真软件,依据单一变量原则,分别探究工具头直径、底面边长、板材原始厚度和螺距等工艺参数对成形件平均壁厚减薄率与最大壁厚减薄率的影响规律。结果显示:增大工具头直径,平均壁厚减薄率随之增大,最大壁厚减薄率随之减小;平均壁厚减薄率和最大壁厚减薄率都随着底面边长的增加而增加;板材原始厚度增加,平均壁厚减薄率与最大壁厚减薄率都随之减小;随着螺距的增加,平均壁厚减薄率逐渐减小,最大壁厚减薄率逐渐增大。     

拉弯辅助渐进成形直壁件试验研究

针对传统直壁件多道次渐进成形工艺存在的路径规划复杂、加工时间长、壁厚过度减薄的现状,提出了一种拉弯辅助渐进成形直壁件的新工艺。该工艺包含三个步骤:预成形、拉弯组合成形直壁和校形。基于此工艺进行了试验研究,结果表明:拉弯组合成形直壁件壁厚减薄程度小,壁厚分布均匀,加工时间明显缩短,更加符合实际生产的需要;预成角直接决定直壁件最终壁厚,预成形角越大,壁厚减薄越大;在周向压应力的作用下,直壁部分出现局部区域增厚现象,且预成角越小,增厚区域越大。     

直壁网孔板件的多道次渐进成形研究

采用有限元分析软件Ansys/LS-DYNA对大成形角直壁网孔板件的三道次渐进成形过程进行了数值模拟,分析了其可成形性、成形后的网孔板材件厚度分布和厚度减薄率.当成形角为65°时,成功实现了其成形,最小厚度为0.1450 mm,最大减薄率为81.28％;当成形角为70°时,最小厚度为0.1080 mm,但板料发生破裂,成形失败.说明随着成形角的增大,可成形性降低.     

数控渐进成形工艺参数对表面质量的影响

应用数控渐进成形设备,针对铝合金锥形件进行了试验研究。通过改变成形中的润滑方式、工具头形状、工具头直径、进给量等工艺参数,并对成形后的试验件表面粗糙度和表面形貌进行测量和分析,研究成形参数对零件表面质量的影响。实验结果如下:球头工具头成形的零件表面质量优于圆柱形工具头,大直径的工具头成形零件的表面质量要好于小直径的工具头,层进给量越小,零件表面质量越好,固体润滑剂相比于液体润滑剂对5754铝合金成形的零件表面质量影响较小。     

板料数控渐进成形变形区厚度变化规律的研究

板料数控渐进成形工艺是一种柔性的成形工艺,这种工艺非常适合于加工小批量、多品种和复杂的板料产品。通过数控机床进行圆锥台及直壁筒形件数控渐进成形,对成形零件变形区厚度进行测量,并对所得数据进行分析。试验结果表明,数控渐进成形中材料厚度变化遵循正弦定律。相同厚度的板料,材料不同,成形极限厚度不同。成形极限厚度不仅与材料有关,而且与板料初始厚度有关,即板料初始厚度越大,允许的变形区厚度减薄越大。对于必须采用多道次成形方法的直壁筒形件成形,工具路径不同,变形区厚度变化也不同。采用平行直线型工具路径,直壁部分厚度比较均匀。利用厚度变化规律指导翼子板成形并试验验证其正确性。厚度变化规律对于复杂零件的数控渐进成形具有一定的指导作用。     

多点分段成形中的几种成形方法

研究了柱面多点分段成形时板材易于产生的缺陷及产生原因，在分段成形后，试件能否与目标形状相吻合是衡量板成形效果的重要标准，基于板材的变形规律，通过成形实验探讨了有重叠区与无重叠区的成形方法，影响区形变协调成形方法和多道分段成形方法。     

固体颗粒介质成形工艺变形模型研究

介绍了固体颗粒介质成形新工艺,即采用固体颗粒介质代替刚性凸模(或弹性体、液体)的作用对板料进行软模成形的工艺,并阐述了新工艺的优点。自行设计制造了板料成形试验模具与装置,通过成形试验成功试制出子午面为抛物线与锥形两种典型曲面类零件。对成形件外轮廓的测量分析可知,固体颗粒介质成形过程中,自由变形区的形状可用抛物线函数非常精确地表示。通过建立抛物线函数变形模型,推导出两种典型零件成形中压头压入行程与板料最大变形量的函数关系。通过对板材固体颗粒介质成形新工艺进行数值模拟,进一步验证了抛物线函数变形模型。     

小成形角曲面制件渐进成形方法

数控渐进成形是作为一种新兴的塑性加工技术,关于其成形性能的研究多为最大成形角的研究,很少有小成形角方面的探索。小成形角曲面样件由于成形角度小,成形刚度低,在利用渐进成形方法制造过程中极易产生回弹和鼓包等问题。通过对此类样件进行的正、负两种形式进行工艺改进,提出了针对此类零件成形缺陷的解决方案:负成形中产生的中心鼓包和边缘翘曲可分别采用平头工具头和退火处理得以解决,正成形中产生的边缘翘曲则可通过升降台设定预压量来解决。     

高强钢板22MnB5热成形的一步逆成形有限元方法

在高强钢板热冲压产品及模具设计的早期,缺少一个仅仅根据产品的形状以及少量的模具信息就能快速评估出热冲压件可成形性的工具,能对后续的产品及模具设计起到指导作用。针对以上问题,提出并实现了高强钢板22MnB5热成形的一步逆成形有限元方法,用来快速评价高强钢板22MnB5在高温奥氏体状态下的可成形性。并以某汽车B柱的加强板为例进行计算,将其模拟结果与热冲压实验结果进行对比。结果表明:模拟结果与实验值基本一致,证实了高强钢板22MnB5热成形的一步逆成形有限元方法的有效性。     

三轴与五轴数控渐进复合成形轨迹规划

综合考虑挤压工具对待成形件曲面的可接近性和数控渐进成形效率,提出了三轴与五轴数控渐进复合成形策略及其成形轨迹规划方法。通过识别待成形件STL模型的三角面片各边的凸凹性,以三轴数控渐进成形挤压工具对模型各曲面的可接近性,将模型曲面划分出三轴数控渐进成形与五轴数控渐进成形加工的区域,进而对成形轨迹进行分区规划并在相应的曲面分区内分别生成出三轴数控渐进成形和五轴数控渐进成形加工轨迹。算法应用实例表明,该方法能够实现三轴与五轴数控渐进复合成形所需曲面分区及其成形轨迹规划与生成。     

防皱多点成形及其误差分析

防皱多点成形是一种在调形单元之间布置防皱单元,使防皱单元与调形单元交错排列,从而在成形区内对板料表面进行约束,无需压边圈就可以产生防皱效果的多点成形方法。以球形件为例,运用有限元法针对起皱问题比较防皱多点成形和多点模具成形的成形效果。分析防皱多点成形在采用不同工艺参数时的成形误差,并探讨防皱多点成形对成形较小尺寸件的成形质量。研究发现,防皱多点成形方法能够很好地抑制板料在成形过程中的起皱现象;防皱多点成形时的球形件边缘的成形误差大于其内部区域的成形误差,减小防皱单元压力能够减小成形误差,但同时也会相应降低防皱单元的防皱能力;防皱多点成形采用头部具有转动自由度的单元能够增大单元与板料的接触面积,降低其成形误差;当防皱多点成形采用具有转动自由度的单元,并保证板料边缘外侧多设置一排单元时,成形件具有较高的成形质量。     

Forming your wares

Delicate parts, expensive surfaces - these may be a problem for mechanical metal forming processes, but for eledroforming they are ideal Dr Alec Watson describes the process and presents some of the many applications.     

座椅连接件冲压成形工艺设计及成形分析

结合CAD/CAM软件,利用有限元软件Autoform数值研究了汽车座椅连接件的冲压成形过程,根据零件的结构,制定合理的冲压工艺,优化修边线,重点研究了结构复杂零件料片的准确展开,并预测出成形缺陷的产生的位置.该数值研究结果指导现场生产,缩短了模具开发周期,增加了设计可靠度.     

冷弯型钢成型技术的发展现状

介绍冷弯型钢成型技术理论、成型工艺及冷弯成型计算机辅助设计（CARD）等方面的国内外发展现状,我国在冷弯型钢产业发展中存在的问题及对我国冷弯型钢技术发展的展望.     

圆锥形渐进成形制件成形精度研究

成形精度差是金属板料渐进成形工艺的重要缺陷。针对渐进成形精度评价问题,提出位移误差评价法,即通过确定测量方向上的变形位移来衡量其成形精度。利用误差位移法对一组圆锥形成形制件进行研究,提出渐进成形过程中金属板料回弹和成形工具系统刚度是影响成形制件精度的主要因素。且成形过程中制件成形角一定,回弹一定,成形角变化,回弹变化,回弹量与成形角呈非线性关系。在此基础上,提出提高制件成形精度的解决方案:增加成形工具系统刚度。试验证明补偿回弹和成形工具系统刚度不足引起的尺寸偏差,或者增加成形工具系统刚度,都可显著提高渐进成形制件精度。