基于量纲分析法的金属板材折弯回弹数学模型

回弹是影响金属板材工件成形精度的一个非常重要因素。准确控制回弹是工件精密成形和模具设计的关键所在。针对用于修正回弹的传统试错法的不足,提出一种基于量纲分析和正交试验相结合的方法来建立金属板材折弯回弹半径数学模型。并讨论回弹数学模型的适用范围。该模型定量求解了板料回弹半径与凸模半径、板材厚度、屈服强度、弹性模量之间的非线性关系。将此应用于折弯凸模的设计制造,且用该凸模多道次渐进成形了一半椭圆形工件,它的平均误差是+0.63/-0.65mm。该制造结果表明,基于量纲分析法和正交试验法建立的板料回弹半径数学模型是合理有效的,该建模方法有助于加快模具设计进程,降低生产成本,为金属板料折弯成形及模具设计提供了一条新的途径。     

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。     

铜铝复合板渐进成形回弹缺陷研究

为了讨论不同工艺参数对复合板渐进成形回弹的影响,建立了包含工具头、复合板材和复合界面的三维有限元模型,通过对比T形剥离结果得到复合界面内聚力单元参数,通过实验验证了有限元模型的可靠性.实验结果表明,成形角对双金属复合板渐进成形回弹最敏感,工具头直径对回弹敏感度最低,另外,内聚力单元能有效模拟双金属复合板结合界面,模拟误...     

基于背板的双面数控渐进成形方法

为了解决双面数控渐进成形中板材件无支撑悬空区域存在变形的问题,提出一种背板辅助的双面数控渐进成形方法。该方法以背板对板材的支撑作用,抑制板材件非成形区的非理想变形,进而提高成形质量。研究了面向复杂板材件基于背板的双面数控渐进成形策略和对于一个给定待成形板材件标准模板库模型自动生成所需背板计算机辅助设计模型的算法。该算法根据板材件类型的不同,通过提取待成形板材件标准模板库模型的特征轮廓,采用顶点偏置方法生成出背板计算机辅助设计模型,并采用数值模拟和实际成形实验对所提背板辅助双面数控渐进成形方法进行了验证和评估。有限元分析和实验结果表明,双面数控渐进成形中背板的使用能够有效提高成形件的成形质量,具有可行性和可应用性。     

金属板材单点渐进成形技术的研究进展

金属板材单点渐进成形技术是一种新的板材无模成形技术,它可直接从CAD数据快速、经济地制造出复杂形状的板材件而无需昂贵的模具,并可广泛应用于样件试制和小批量生产。本文分析了金属板材单点渐进成形技术的基本原理、研究现状,探讨了存在的问题和发展趋势。     

板材多点成形使用弹性垫后回弹的数值模拟

利用有限元软件LS-DYNA对板材冲压成形的回弹进行数值模拟。使用3mm厚的弹性垫抑制板材成形产生的压痕,但弹性垫的使用加上板材的回弹会导致成形误差的增大。基于数值模拟的结果,提出了修正基本体群成形面补偿回弹。经过两次补偿,精度得到了很好的提高,证明该方法可以很好地补偿多点成形中的回弹。     

拉形辅助的数控渐进成形试验研究

解决了板材数控渐进成形的厚度减薄严重、加工时间长等缺陷,分析了数控渐进成形和拉形的主要特点,研究了基于数控渐进成形机床伺服托架的拉形辅助的数控渐进成形技术。设计了专用夹具在数控渐进成形机床上实现了一次装夹的混合成形。通过试验分析了两种成形方法对产品厚度及成形时间的影响,结果表明,此混合成形与单一的渐进成形相比,可以有效的减少零件的过度变薄及加工时间,可以突破渐进成形的成形极限角,成形出单一的渐进成形不容易成形的零件。     

金属板材数字化渐进成形技术研究现状

金属板材数字化渐进成形技术是国际上刚刚兴起的一种柔性成形技术。介绍了数字化渐进成形的原理、特点及其工艺过程,综合分析了近年来数字化渐进成形技术的研究成果,重点对渐进成形的工艺规划及成形轨迹的优化、对板材成形性能的影响、成形过程的数值模拟、成形精度等方面进行了较系统的归纳和总结,列举了大量的国内外工艺应用及设备情况,探讨了数字化渐进成形技术的发展趋势和有待进一步研究的若干课题。     

复杂曲面钢板复合成形加工工艺研究

随着船舶、飞机、汽车等行业快速发展,产品更新换代加速,产品的品种增多,所需要的板料弯曲成形也越来越多。不同于传统的薄板冲压成形,3D自由复杂曲面厚板成形一直是金属成形领域的挑战。研究发现,不同板材成形技术都有优缺点,为了能够更好的发挥不同成形技术之间的优势,许多学者对不同成形技术相互结合的复合成形工艺进行了研究。为了减少回弹对板材成形精度的影响,提高板材的成形极限,金属成形领域已经探索了一系列技术,主要是通过外加辅助载荷实现。辅助载荷主要分为两种:一种是辅助热载荷;一种是辅助力载荷。本文对金属板材的复杂曲面复合成形加工方法进行了总结研究。     

基于ANSYS/LS-DYNA的板材多点成形中回弹的数值模拟

利用有限元软件LS-DYNA对板材冲压成形的回弹进行数值模拟,采用动态显式算法模拟板材成形过程,隐式算法模拟卸载回弹过程;对于不同曲率半径、不同屈服强度的圆柱面成形件进行数值模拟,分析得出回弹趋势和回弹分布,这些结果对于减小因回弹带来的误差、提高成形件的成形精度具有十分重要的现实意义。     

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。     

基于数控渐进成形技术的车身装饰件成形工艺

基于数控渐进成形技术进行板科成形工艺研究,提出完整的渐进成形工艺规划,并将其成功应用于车身装饰件成形.对影响成形的主要参数成形工具头直径d和每层进给量△h进行了分析.为今后完善和发展金属板料数控渐进成形技术起到重要作用.     

The study for stability of closed-loop control system based on multiple-step incremental air-bending forming of sheet metal

To solve the springback problem for sheet metal forming, feedback control idea in automatic control theory is introduced to incremental air-bending forming process. The advanced control techniques are used to solve precision forming for workpiece of sheet metal. However, stability, accuracy, and rapidity of closed-loop control can directly affect system normal operation. Aiming to analyze the effect of stability on the quality of the formed workpiece, a closed-loop control system model for incremental air-bending forming is established. The transfer function and characteristic equation of the closed-loop system are solved through theory deduction and minor incremental linearization method. Both simulations with Matlab/Simulink and root locus results show that, as the overall gain is equal to one, the shape of formed part could converge to the target shape at the fastest rate. Finally, a semiellipse-shape workpiece is manufactured with the corrected mold obtained by the closed-loop forming method. The experimental results show that the closed-loop forming way is feasible and the means of correcting the mold parameters by iterative compensation of the stable closed-loop control system is effective. It can be taken as a new approach for sheet metal incremental air-bending forming and mold design.     

冲压工艺参数对回弹的影响及改进方法比较

板料成形都存在回弹,因回弹使得板料零件无法满足使用要求。论文围绕实际工件回弹的情况,通过有限元CAE方法,探讨了预成形压力、摩擦系数、间隙等主要因素对回弹的影响。并提出了减小回弹的几种方法,经实际验证效果良好。     

金属板材数控单点渐进成形加工轨迹优化研究

提出一种对金属板材数控单点渐进成形的加工轨迹优化及成形压头压入点沿工件轮廓均布处理的方法。解决了工件局部的凹陷与破裂问题，提高了板料数控渐进成形的质量。     

基于试验设计和灰色关联度的橡皮囊成形回弹影响因素显著性分析

橡皮囊成形是飞机钣金零件的一种重要成形工艺方法,回弹问题是橡皮囊成形的难点,对其影响因素进行显著性分析可有效控制回弹。基于橡皮囊成形有限元数值模拟,将正交试验设计方法与灰色关联度相结合用于分析橡皮囊成形回弹影响因素的显著性,以某实际长直U形件为例分析压力、最大充液速率、最大节点速度、保压时间、弯曲半径、板料厚度以及轧制方向等因素对回弹的影响程度,结果表明,模具圆角半径、压力、板料厚度、保压时间是橡皮囊成形回弹的主要影响因素,而最大充液速度、最大节点速度、轧制方向对回弹的影响较小。分析结果与工艺试验结果相吻合,从而验证了该方法的有效性。     

A new model for springback prediction in which the Bauschinger effect is considered

Springback prediction is an important issue for the sheet metal forming industry. Most sheet metal elements undergo a complicated cyclical deformation history during the forming process. For an accurate prediction of springback, the Bauschinger effect must be considered to determine accurately the internal stress distribution within the sheet metal after deformation. Based on the foundations for isotropic hardening and kinematic hardening, Mroz multiple surface model, plane strain assumptions, and experimental observations, a new incremental method and hardening model is proposed in this paper. This new model compares well with the experimental results for aluminum sheet metal undergoing multiple-bending processes. As is well known, aluminum is one of the most difficult sheet metals to simulate. The new hardening model proposed in this paper is not only a generic model for springback prediction but also a hardening model for sheet metal forming process simulation.     

多工步橡皮成形工艺过程数值模拟研究

采用非线性有限元分析软件对复杂飞机舱门内衬板零件的橡皮成形过程进行计算机模拟。涉及到模拟算法的选择,多工步成形与回弹的数据处理技术,多个工步成形工艺设计,摩擦算法、罚参数的确定;预示和分析了3个工步的模拟过程中板料回弹,材料变薄,起皱,板料贴模的影响因素。