薄板件多点成形与模具成形时起皱现象的对比分析

起皱是传统冲压成形和多点成形时共有的现象,尤其在无压边成形方式下很容易发生。文章采用有限元数值模拟手段,针对两种多点成形工艺和整体模具成形过程中产生的起皱现象进行了探讨,分析了无压边成形过程中不同的成形工艺对球形件起皱的影响。文章用显式动力学算法进行了数值模拟,结果表明,采用多点模具成形工艺成形1mm厚度的板料时,曲率半径为200mm的成形件起皱明显;但在相同条件下,用多点压机成形工艺的成形件结果良好,甚至成形厚度为0.5mm,曲率半径为150mm的球形件也没有起皱;而在这两种条件下,整体模具成形都有微小的起皱发生。也就是说,多点压机成形方式比多点模具成形方式以及整体模具成形方式效果更好,缺陷少,能够得到更大的变形量。     

多点压机成形与多道次多点模具成形的数值模拟研究

变形路径对于板材的成形质量有着重要的影响。多点压机成形和多道次多点模具成形充分利用多点成形的柔性特点,实现了对板材变形路径的控制。文章通过有限元数值模拟研究了这两种成形方式各自的特点和规律,并进行了比较。结果表明,多点压机成形和多道次多点模具成形,都能够优化板材变形路径,使变形均匀,有效地抑制起皱,提高板材变形能力。在同样条件下,多点压机方式好于多道次成形,但当多道次成形道次逐渐增多时,成形质量接近于多点压机成形。多点压机成形是理想化的成形方式,但设备造价昂贵,多道次多点模具成形可以近似实现多点压机成形效果。     

板材多点成形工艺的数值模拟研究

本文简要介绍了多点成形的基本原理,并应用有限元方法针对多点模具成形与多点压机成形两种工艺对压痕、起皱等缺陷及回弹的不同影响进行了数值模拟研究,同时对多点模具成形过程中起皱现象的发生进行了实验验证。另外,为了更好地抑制回弹,提出了利用多点压机成形方式围绕目标形状反复成形的方法,并进行了数值模拟。结果表明,多点压机成形比多点模具成形可以更好地抑制压痕、起皱及回弹的发生,最有效地发挥了多点成形的柔性特征     

薄板多点成形与模具成形过程数值模拟及成形性比较

基于动力显式有限元方法,针对不同工艺参数对带压边薄板类零件的多点成形和模具成形过程的影响进行了数值模拟与比较分析。由于成形方式的不同,各参数对起皱、破裂等成形缺陷的影响也不尽相同。通过对比分析发现,相同条件下多点成形对破裂的抑制效果优于模具成形;只要参数选取适当,板材在多点成形方式下的成形质量可以达到或超过模具成形方式。这些结果对于认识多点成形方法的塑性变形特点、合理设置多点成形工艺参数具有指导作用。     

无压边多点成形中起皱的分析与控制

起皱是板材无压边多点成形中容易产生的成形缺陷。本文根据对多点成形过程中起皱的数值模拟与力学分析,基于Donnell-Mushtari-Vlasov的浅壳理论,给出了球面多点成形局部起皱的判断准则,计算了起皱的临界应力。利用多点成形的柔性可变的特点,可以抑制甚至完全消除起皱缺陷,有关的成形实验结果说明了变路径多点成形及分段成形技术抑制起皱的有效性。     

多点成形中的柔性压边技术研究

对于薄板类零件而言,无论是利用整体模具成形还是多点成形,影响成形零件质量的关键因素是起皱。为了防止薄板类零件成形过程中产生起皱,尽量提高薄板类零件的变形量,研制了一种适合于多点成形的新型柔性压边装置,依据成形件的工艺特点、变形大小、材料特性及其弹性模量和成形零件形状,可以确定压边力的大小,且与板料直接接触的柔性压边圈随成形零件的形状不同而有所变形。介绍了多点成形压力机专用的柔性压边装置的工作原理、工作过程、布置结构、力学分析、成形力及压边力的计算。阐述了实际使用过程中的压边力和成形力的调节方法及柔性压边力,实现了数字无级调压,通过调节柔性压边力,明显改善了薄板类零件的成形质量。     

汽车扭力梁充液成形技术研究

针对变截面汽车扭力梁充液成形过程易出现破裂和起皱缺陷,通过有限元分析和实验研究,分析了预成形模具形状和充液成形时加载路径对扭力梁充液成形质量的影响。研究结果表明:当预成形模具导向角度过小时,管坯被机械挤压内凹变形时,圆角部位容易起皱;导向角度过大时,管坯材料流向凹模困难,减薄严重;充液成形时补料初始液室压力过大,材料堆积在零件端部起皱严重。     

橡皮液压凸弯边成形试验与分析研究

橡皮成形是飞机制造业中的一种非常重要的加工方法.凸弯边成形是橡皮成形的主要形式之一,起皱是凸弯边成形过程的常见缺陷.采用正交设计方法对影响凸弯边成形过程的几个因素如模具半径、倒角半径、翻边高度和压力进行了试验研究,分析了不同因素和不同材料对凸弯边的起皱影响.发现对于不同材料,随着强度的增加,起皱趋势也增加.随着材料强度的增加,倒角半径对起皱的影响降低,压力和翻边高度对起皱的影响增加,模具半径对起皱的影响最大.     

薄板多点成形中的拉裂现象研究

拉裂现象在薄板成形过程中很容易发生。文章采用有限元数值模拟手段,研究了薄板多点成形过程中的拉裂现象,分析了有压边多点成形时鞍形件的拉裂情况,提出了能够避免拉裂的柔性压边成形方式,分析了刚性压边与柔性压边成形时的成形极限与成形效果等,证明了柔性压边成形能够很好地解决板料起皱与拉裂的矛盾关系。当采用刚性压边多点成形时,加大压边力板料可能拉裂,减小压边力板料可能起皱;而采用柔性压边多点成形方式可以有效避免起皱和拉裂的发生,并且大大提高变形量,得到更好的成形结果。     

板材柔性拉伸成形研究进展与展望

传统横向拉伸成形和纵向拉伸成形过程中,均存在夹持机构运动与过渡区板材变形不协调现象,进而诱发板材与模具不贴合、变形不均匀、起皱甚至拉裂问题。为降低零件制造成本、提高板材贴模度和零件成形精度,开展板材柔性拉伸成形研究极具学术研究价值和工程应用前景。综述了板材柔性拉伸成形模具柔性化和加载机构柔性化的研究进展,重点阐述了多辊下压式和多夹钳式柔性拉伸成形原理、装备构成及成形特点,分析了过渡区长度、板材加载路径等主要工艺参数对零件成形质量的影响,简述了力/位移加载分布式柔性拉伸成形方法,最后展望了板材柔性拉伸成形的发展方向。     

盒形件多点成形边界条件的处理

通过采用虚功率增率型原理，建立了多点形时具有材料、几何与非连续性接触边界条件三重非线性的有限元模型，给出了非连续动态接触边界及库仑摩擦边界条件的处理方法；引用经典的J2流动理论研究了盒形件的多点成形过程。     

板材多点成形中压痕缺陷的分析与控制

压痕是多点成形中特有的成形缺陷，是板材多点成形中必须解决的问题。本文首先对多点成形中压痕的形成进行了力学分析，给出了抑制压痕的方法，并通过典型件的数值模拟及成形实验说明了弹性垫技术及变路径多道成形技术消除压痕缺陷的有效性。     

粘性介质压力成形研究进展(上)

随着技术的发展，采用高强度难变形材料超薄板制成的板金零件越来越多，而且成形件的三维型面日趋复杂，对这些零件的尺寸精度及表面质量，尤其是厚度均匀性的要求越来越高，这就对成形技术提出更高的要求。而通常的软模成形技术以及常规冲压由于各自的特点构成了相应的适用范围，仍存在许多不足。而粘性介质压力成形(Viscous Pressure Forming，VPF)工艺由于采用粘性物质作为成形过程传力介质，具有独特的优点因而具有广阔的应用前景。     

压边间隙对圆柱杯反向深拉延成形质量的影响

对ＮＵＭＩＳＨＥＥＴ９９圆柱杯深拉延－－反向深拉延标准考题（Ｂｅｎｃｈｍａｒｋ－Ｃ）,进行了有限元数值仿真,将计算结果与Ｋｉｍ Ｈｙｕｎｇ ｊｏｎｇ的实验结果做了比较。在此基础上,分析了第一次拉延过程的工艺参数－－压边间隙对后续工序成形质量的影响,指出第一次成形的压边间隙在１．６￣１．８ｍｍ之间时,第二次成形的变形余裕度最大,即成形质量最好。研究说明,开展多工序成形过程的数值仿真有着重要的意义。     

板材多点成形过程数值模拟的研究

多点柔性成形是一种先进的板材成形技术。在多点成形过程中 ,板材的受力状态、变形特点、接触边界等与传统的冲压成形有很大的不同 ,商业软件不能有效地反应这些特点。本文给出了自主开发的板材多点成形过程数值模拟专用软件 (MPFORM)所采用的有关理论与公式 ,介绍了基于UL隐式格式的弹塑性大变形有限元方法、退化板壳有限元模型以及处理多点不连续接触边界的接触单元技术等 ,给出了球形面与马鞍面多点成形过程的MPFORM数值模拟结果     

板料n值测量方法的研究

在板料冲压成形过程中 ,板料的硬化指数n值具有十分重要的意义 ,因而n值的测量无论对理论研究还是对工程实践都非常必要。因此 ,涌现出众多的硬化指数n值的测量方法。到目前为止 ,常用的测量方法主要有一点法、两点法、阶梯形试件拉伸法等。这些方法各有其优缺点 ,其共同不足就是用这些方法测定的n值反映的只是均匀塑性变形阶段的硬化性能。为此 ,本文基于常规单向拉伸试件在拉断后出现的锥形现象 ,以拉伸过程中的3个特征点 (屈服之后靠近屈服的一点、最大载荷时刻的点和断裂时刻的点 )为基础 ,提出了一种测量n值的新方案———三点法。在此方案中 ,用 3个特征点表征的两个n值分别描述了板料在均匀塑性变形阶段和随后大塑性变形阶段的硬化性能 ,而大塑性变形在板料成形过程中是必不可少的。本文通过对软钢板、紫铜板等进行的试验研究 ,证明了此方案是可行的。而且 ,作为板材成形性重要参数的r值也可以在试验中同时获得     

钛合金波纹管超塑成形工艺研究

首次开发利用氩气的压力胀形和轴向加载的复合超塑性工艺成形技术制造钛合金波纹管的新工艺,可加工多波U型钛合金波纹管。超塑成形采用多层模结构,用模具来控制波形。超塑成形加载过程分为胀形、合模和定型3个阶段,以使成形件的壁厚分布均匀。确定了筒坯的下料尺寸;给出了各个成形阶段胀形气压和保压时间的计算公式;通过超塑胀形实验成形了Ti-6Al-4V钛合金双波波纹管。     

反求工程在复杂冲压零件及成形模具设计中的应用

阐述了复杂冲压零件和成形模具设计反求工程实施中的几个关键技术，即数据采集技术、测量数据的处理技术、曲面重构技术、实体造型技术、落料件的反求技术、成形过程模拟仿真技术等。结合实例，把实施复杂冲压零件及成形模具设计的反求工程分为4个阶段，即认识阶段、设计阶段、分析与修正阶段、加工与调试阶段。提出了冲压反求工程的关键是利用数值模拟仿真软件，对冲压工艺、模具及坯料尺寸等参数进行反求与优化调整。     

多点位控制压边数值模拟研究

板料冲压成形的主要缺陷是起皱和撕裂 ,当模具的几何形状确定后 ,压边力是关键的成形控制参数 ,它不仅是凸模行程或时间的函数 ,还应随压边位置的不同而变化。确定拉深过程中板料各部位所需压边力的变化规律 ,可实现压边力的优化控制 ,对复杂拉深件如汽车覆盖件的成形尤为有利。该文以非轴对称抛物面车灯反光罩为例 ,采用DYNAFORM软件对其成形过程进行了数值模拟 ,比较了均布控制压边力和多点位控制压边力对成形的影响     

圆锥形件冲压过程力学建模及数值解析

在综合考虑板厚变化、各向异性、加工硬化及摩擦等因素的情况下 ,建立了圆锥形件冲压成形过程的力学模型。基于增量理论的逐步逼近数值法 ,计算分析了成形过程应力应变分布与变形特点。结果表明 ,所建模型和计算方法准确可靠 ,计算量少 ,可进行完整的过程解析 ,并可应用于其它轴对称冲压件过程解析