基于可变型面模具的蒙皮件柔性夹钳拉形技术研究

介绍了传统的蒙皮件拉形工艺,提出基于可变型面模具的新型柔性夹钳拉形技术。对自主研发的可变型面模具和柔性夹钳拉形机的成形原理、结构组成和技术优势进行了阐述,论述了蒙皮件柔性拉形的工艺过程,并用所研制的可变型面模具和柔性夹钳拉形机进行了球形件和鞍形件的拉形实验,给出了拉形实验结果,验证了装置的可行性和实用性。     

蒙皮拉形可重构柔性模具模面生成系统开发及应用研究

针对飞机蒙皮零件多品种、小批量、形状复杂、成形精度要求高的特点,对可重构柔性模具蒙皮拉形关键技术进行了深入分析,基于CATIA二次开发技术开发了蒙皮拉形可重构柔性模具模面生成系统,实现了蒙皮零件数模在可重构柔性模具制造坐标系中的调形计算,具备了冲头高度干涉检查和虚拟模具三维仿真功能。经过应用验证,系统稳定可靠,能准确调形出蒙皮零件拉形所需的模具包络面。本系统的建立,为可重构柔性模具蒙皮拉形工艺研究提供了技术保障。     

材料和目标形状对多点拉形成形精度的影响分析

多点拉形是将整体拉形模具离散成多点模具,可以在一套多点拉形模具上实现不同形状零件的拉形,省去了模具的设计、制造等大量的生产成本,实现了蒙皮件的柔性成形。多点拉形主要适于成形小曲率、大变形的蒙皮件,材料和目标曲面形状都是影响多点拉形成形结果的重要因素。通过对3种材料成形不同曲率半径球形件的多点拉形过程进行数值分析,研究材料和成形件目标形状对多点拉形的影响。结果表明,在成形件中心区域的形状误差小于边缘区的形状误差,拉伸方向的形状误差大于垂直拉伸方向的误差,成形件的曲率半径越小,成形件的形状误差越大。     

多夹钳式板材柔性拉形工艺的数值模拟

多夹钳式柔性拉形工艺可克服传统拉形工艺存在的成形缺陷。研究了多夹钳式柔性拉形机的结构组成,分析了多夹钳式柔性拉形工艺的特点,分别选取S形曲面、马鞍形曲面和球形曲面,并利用有限元分析软件ABAQUS,对多夹钳式板材柔性拉形过程进行数值模拟分析。结果表明:在兼顾工件成形质量与拉形机研发制造难度的前提下,相对较高的夹钳离散化程度可提升S形工件的成形质量;相比于普通铰接方式,夹钳与液压缸之间采用球铰接方式时,马鞍形件有效成形区端部的成形质量更好;通过改善板料与模具之间的润滑条件,使球形件有效成形区板料的拉伸变形更充分,卸载回弹量更小。     

多点拉形中回弹的影响因素研究

多点拉形是成形飞机蒙皮件的一种新技术。整体模具被离散的多点模具代替,在多点模具和板料之间放置弹性垫用来抑制压痕。在卸载之后,不仅有板料自身的恢复变形,还有弹性垫恢复到原来的形状的影响,这使得多点拉形比传统拉形的回弹更加复杂。文章对多点拉形成形蒙皮类零件的成形和回弹过程进行了数值模拟,分析了拉伸量、板厚、材料、摩擦系数等因素对回弹和成形精度的影响。结果表明,拉伸量越小,回弹量越大;板料越薄,回弹量越大;板料的弹性模量越大,回弹量越小,对成形件的形状影响越大;摩擦系数越大,回弹量越大。比较了在相同的成形条件下柱面件、马鞍面件、环面件回弹的大小,结果表明,回弹对单曲度成形件的影响比双曲度的大。     

柔性压辊拉形中回弹的数值模拟

拉形是飞机蒙皮件的主要成形方法。柔性压辊拉形是一种新的拉形工艺,将传统的拉形过程中使用夹钳进行拉伸包覆的加载方式,改变为利用柔性压辊垂直下压的加载方式,使板料产生变形。对柔性压辊拉形成形球形件的过程和回弹进行数值模拟,分析加载量、板厚、板料与模具之间的摩擦系数等因素对回弹的影响。研究结果表明,在柔性压辊拉形方式下,成形件应力分布比较均匀,且在成形一定尺寸的球形件时,加载量越小,回弹量越大;板料越薄,回弹量越大;板料与模具之间的摩擦系数越大,回弹量越大。     

离散夹钳柔性拉形机的研制及实验验证

针对整体平夹钳拉形机横拉时工件不易贴模和可调曲夹钳拉形机纵拉时人工调形夹钳费时费力的问题,提出一种离散夹钳柔性拉形的方法。从"离散化控制"的视角剖析离散夹钳柔性拉形机的工作机制和构造特征,并采用有限元方法对不同数量的离散夹钳和夹钳结构形状对拉形件的应变分布、板厚变化和夹持面形状进行了数值模拟研究,最后采用自制的离散夹钳拉形机对球形件进行了相关工艺的实验验证。结果表明:离散夹钳柔性拉形机成形的工件质量满足生产要求,实验结果与数值模拟的结果基本吻合。     

可重构柔性模具蒙皮拉形闭环形状控制系统设计

蒙皮拉形过程中板料的成形是一个复杂的非线性变形过程,拉形模具设计技术还停留在经验设计阶段,采用实体拉形模具,需要经过多次修模才能修正零件的回弹。可重构柔性模具能够迅速修改模具型面,主动补偿零件回弹,获得准确的零件曲面。文章从控制理论的角度阐述了可重构柔性模具型面设计技术,以模具型面为输入值,蒙皮零件形状为控制目标,设计出变形传递函数,并结合闭环形状控制算法,开发了蒙皮拉形闭环形状控制程序,并在拉形试验平台进行了实验验证,取得了满意的效果。     

典型双曲率零件柔性多点模具蒙皮拉形技术研究

柔性多点模具是由一系列高度可调的小冲头根据需要组合形成离散模具型面的模具系统。采用柔性多点模具进行蒙皮拉形时,在模具与板料之间需放置一弹性垫层,以防止冲头直接作用于零件表面产生压痕。文章针对某典型双曲率零件,通过数值模拟的方法分析了弹性垫层以及零件自身回弹对成形零件外形精度的影响,并以此为依据调整模具冲头位置,实现柔性多点模具型面的优化。最后通过工艺试验,对所建立的优化方法进行了验证,获得了合格的成形零件。     

可重构柔性模具蒙皮包覆拉形仿真系统开发

针对飞机蒙皮拉伸成形工艺中的包覆成形方式,基于有限元软件PAM-STAMP 2G平台,利用其二次开发工具Stamp Tool Kit,开发蒙皮拉形工艺仿真专用系统.将复杂的前置处理过程进行封装,可方便地对带弹性挚层的可重构柔性模具蒙皮拉形包覆成形过程进行弯曲、成形、切边及回弹过程模拟.系统实现了对飞机蒙皮拉形成形质量的预测,有较强的实用性和可靠性.针对所开发的系统,研究了不同挚层厚度对抑制成形板料表面压痕的规律,发现对于可调钉柱其截面尺寸为30 mm×30 mm的柔性模具,垫层厚度大于等于25 mm时可达到很好抑制表面缺陷的目的.     

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.     

金属板料的机械喷丸成形与激光喷丸成形技术

机械喷丸成形和激光喷丸成形是两种喷丸成形技术，用于成形外形变化平缓的蒙皮类镀金零件。论述了这两种喷丸成形技术的原理、特点和发展趋势，并对它们的工艺参数进行了分析和比较。     

On Practical Forming Limits in Superplastic Forming of Aluminum Sheet

In this paper, the superplastic forming (SPF) potential of two fine-grained 5083 aluminum alloys were studied under various stress states with the use of both high temperature tensile testing and pneumatic bulge testing. Experiments with the pneumatic bulge test were performed at temperatures ranging from 475 to 525 °C under three different strain paths ranging from equi-biaxial to approaching plane strain. The effects of temperature on total elongation, m-value, final thickness distribution, dome height, and cavitation were investigated for the case of uniaxial and equi-biaxial stretching. Increased temperature in bulge forming was found to improve the thickness distribution in the formed parts, but did not have a significant effect on dome height. The shape of the forming limit diagram (FLD) was found to be significantly different than that of FLDs commonly used in room temperature stamping. Results indicate that determination of forming limits in SPF cannot be represented with a simple FLD and additional metrics such as external thinning and internal cavitation need to be considered to determine a material’s SPF potential. This article was presented at Materials Science & Technology 2006, Innovations in Metal Forming symposium held in Cincinnati, OH, October 15-19, 2006.     

数控渐进成形下压点分散的等高线成形轨迹生成

为解决在数控渐进成形中由于挤压工具压入点集中而使工件局部凹陷的问题,研究了基于商用UG软件的挤压工具下压点沿工件轮廓均布的等高线成形轨迹生成方法,并通过数字模拟和实际成形实验分析了所生成下压点分散成形轨迹的成形效果。结果表明,该方法能够解决工件局部凹陷问题,提高成形质量。     

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。     

上横臂体成形工艺及成形缺陷分析

分析了上横臂体零件的成形工艺 ,确定了最佳工艺方案 ,并介绍了零件在冲压调试过程中产生缺陷的原因及采取的措施     

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。     

管状喷射沉积坯成形过程数值模拟

喷射成形是一种近终形材料加工技术,针对管状沉积坯的成形过程进行了模拟。首先建立了管状沉积坯成形过程的数学模型,然后模拟了沉积坯厚度变化过程。结果表明：沉积器平移速度、沉积器半径、喷射距离对沉积层厚度均产生影响;而沉积器旋转速度超过30r/min时,该参数对沉积层厚度影响可以忽略。     

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.     

车用发电机磁极的精密成形技术

精密成形技术已经成为提高产品性能与质量,提高市场竞争力的关键技术,本文通过精密塑性成形技术开发出了汽车发电机爪极的一次成形工艺,在研究的过程中使用了被广泛运用的有限元分析方法,减少了开发成本,丰富了研究方法。