基于STL模型的数控渐进成形模型姿态确定

针对数控渐进成形中板材件容易破裂、厚度不均问题,提出了一种基于STL(S Tereo Lithography)模型的数控渐进成形件模型姿态确定方法。在根据各三角面片的成形角大小差异对三角面片进行筛选的基础上,利用成形角和成形件厚度的关系,通过定量计算各个三角面片的成形角之差来确定模型绕X轴和Y轴的旋转角度,并调整待成形件模型姿态,进而确保各三角面片的成形角之差最小,从而实现数控渐进成形中板材件厚度的均匀化。算法应用实例表明,模型姿态调整后板材件厚度分布更加均匀且厚度差明显减小,厚度差减小幅度为0.413 mm。     

碟形件新型旋压成形工艺实验研究

介绍了基于离散点逐个调形原理的新型高效旋压成形工艺的原理,在研制出的旋压成形装置上进行了碟形件的成形实验,研究了成形辊加载方式对板材成形的影响,分析了蝶形件成形过程中起皱和减薄原因。结果表明,两种加载顺序蝶形件都有减薄现象出现,但是由中心向边缘的成形顺序的减薄率略低于由边缘向中心成形实验件的减薄率,着重分析了厚度为2 mm板材的旋压成形件减薄规律,为较厚板材蝶形件的加工奠定基础。     

数控渐进成形板料尺寸自动确定方法研究

在板材数控渐进成形中,为满足节省材料、降低成形加工载荷的要求,提出了基于STL(Sterolithography)模型的数控渐进成形板料尺寸自动确定方法。利用板材件底面边界多边形的最小矩形包围盒确定了板料的长、宽;根据板材件厚度的正弦减薄规律确定了板料的厚度,并生成了板材件厚度分布颜色云图。通过对不同形状的板材件比较分析表明,本方法较传统方法能够节省板料9.4%~23.5%。基于有限元分析的数字模拟结果表明,采用本方法确定的板料尺寸完全可以加工成形出预期的板材件。     

薄壁封头的成形

<正> 当用板材冲压封头类制品时,液压成形是常用方法之一。进行自由的液压成形时,零件法兰是不移动的,变形靠分布在凹模型腔内的材料厚度的减薄来实现。采用一般的液压成形法,减薄是不均匀的。顶部最薄,     

双面数控渐进成形仿真系统

为解决双面数控渐进成形由于采用两个工具头而导致的成形轨迹复杂且容易发生错误的问题,提出一种基于二重点阵模型的双面数控渐进成形仿真方法。根据双面数控渐进成形的特点,采用二重点阵模型表示板材上下表面,判断二重点阵的点与工具头、点与工具头成形轨迹扫略区域的位置关系,将成形板材件的形状变化转化为点阵模型中点的位移变化,对点进行位移变换并重构为面,最终形成成形件的仿真模型;根据渐进成形中板材厚度减薄正弦规律,给出了成形件厚度分布云图;利用VC++和Open GL开发了双面数控渐进成形专用仿真软件。算法实例表明,所开发的软件系统能够模拟仿真双面数控渐进成形板材变形过程,可进行成形轨迹检测、厚度分布云图显示及成形性判断,运行稳定可靠,具有可应用性。     

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。     

基于半约束的开口槽类件的数控渐进成形

针对成形角较大的开口槽类件在渐进成形中厚度减薄严重且难于成形的问题,提出一种基于半约束固定方式的开口槽类件的数控渐进成形方法。该方法采用部分约束方式,仅固定板材的一侧,使非固定侧板料在成形力的作用下向成形区移动,进而增大变形区域和参与变形的板料金属量,以减小板材厚度的减薄幅度。给出了基于半约束固定的开口槽类件的数控渐进成形工艺和成形轨迹规划策略,并以包含有90°成形角的开口槽类件为实验件,进行了全约束与半约束数控渐进成形的对比实验。实验结果表明:在两道次成形策略下,全约束固定方式无法成形出该板材,而半约束固定方式成功成形。其中,成功成形出的零件平均厚度为0. 65 mm,最小厚度为0. 505 mm,轮廓横向偏差最大为0. 62 mm,这说明半约束成形能大大降低板材厚度的减薄率、提高板材的成形性能。     

表面润滑对6061铝合金板材成形性能的影响

针对铝合金板材冲压成形性能较差的问题,选用6061车用铝合金作为研究对象,以冲杯试验为基础,对铝合金板材与凹凸模接触面采用不同基础油进行润滑,结合计算机仿真技术,对6061铝合金在冲压过程中铝合金表面润滑状况进行了研究。结果表明,6061铝合金与模具间的润滑对其成形性能有重要影响。6061铝合金与凹模间的润滑对成形件减薄率影响较大,减小其摩擦系数能够改善其减薄率,防止拉裂的产生;6061铝合金与凸模间的润滑对成形件边缘增厚率有较大影响,适当提高其摩擦系数不仅能防止成形件边缘过度增厚引起的起皱,而且能够更好地控制板料的流动,成形件厚度更为均匀,明显提高其成形质量。     

板材数控渐进成形过程数值分析与实验研究

针对渐进成形工艺中板材厚度减薄的问题,以典型锥形件为例,运用ABAQUS建立的弹塑性有限元模型,研究了半顶角(α)、工具头直径(D)和层间距(△Z)等工艺参数对零件渐进成形的影响.结果表明,半顶角是影响板材成形性能的重要因素,半顶角越大,制件最小壁厚越大,板材变形越均匀;小的层间距和大的成形头直径有利于获得应变分布均匀和表面质量较好的制件;工具头直径减小、层间距减小和半顶角较小,都可以获得较小的轴向成形力.经实验验证,数值模拟结果基本与实际吻合.     

板类件多点闭环成形的模糊控制方法

在金属板类件的加工中,无模多点成形是一种CAD数据模型驱动的柔性加工方法;多点闭环成形更是将板类件的加工与实时测量紧密结合到一起。本文在基本体群形状和工件形状的离散傅立叶变换描述的基础上,定义了不同类型的曲面误差;提出了多点闭环成形的模糊控制方法;实验证明,该方法能够控制板材快速收敛到所设计的目标形状,为实现板类件的数字化制造提供了一种新思路。     

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。     

数控渐进成形中挤压方向对钣金件厚度均匀化影响

针对数控渐进成形中钣金件厚度不均匀的问题,提出一种新的挤压方向与水平面成一定角度的倾斜挤压成形方式。该方法采用根据成形角优化的倾斜轨迹,并沿着垂直于该倾斜轨迹的方向挤压板材。而传统方法多采用挤压工具沿Z轴方向的竖直挤压成形方式。采用数值模拟和实际成形实验相结合,对比分析了倾斜挤压方式和竖直挤压方式对成形件厚度均匀化的影响。数值模拟结果表明:竖直挤压时板材件厚度差为0.4011 mm,倾斜挤压时板材件厚度差为0.3883 mm,即倾斜挤压时板材件厚度差较竖直挤压时小,说明倾斜挤压时板材件厚度更均匀一些。成形实验结果也表明:竖直挤压时板材件厚度标准差为0.099 mm,倾斜挤压时板材件厚度标准差为0.0933 mm,因此,倾斜挤压成形较竖直挤压成形能够使板材件厚度分布更均匀。     

基于 ＵＧ 的五轴数控渐进成形轨迹生成研究

针对金属板材五轴数控渐进成形轨迹生成的需求,研究了基于UG的五轴数控渐进成形轨迹生成方法.为使挤压工具能够按照用户所希望的方向挤压板材,给出了五轴数控渐进成形中基于前倾角和侧倾角的挤压工具姿态定义方法.研究了基于等残留高度的五轴不等层间距等高线轨迹生成方法以及交错运动轨迹生成方法,并给出了五轴数控渐进成形加工轨迹应用实例仿真.     

基于DB.12Cr2Mo1V钢的大型四辊卷板机卷板减薄分析

通过有限元分析仿真模拟软件Simufact建立板材卷制模型,开展了基于DB.12Cr2Mo1V钢的卷板成形工艺模拟设计,找出板材成形后最大减薄量出现的位置并与实际生产中测量的板材厚度减薄量进行对比,以掌握板材塑性成形技术中的减薄机理,形成有效的缺陷控制方法。有限元分析结果表明:板材成形过程中的等效塑性应变的最大值出现在板材边缘处,由第3道次中左侧辊对板材成形的过度挤压所导致,并观测到板材的中性层发生内移;板材成形过程中最大减薄量出现在板材前端预弯处,减薄量为2.2 mm,与实际生产中测得的结果吻合度较高。最后,提出针对性的优化方案,对实际生产具有一定的参考价值。     

板料在半圆形拉深筋中的变形研究

拉深筋是板材成形中的重要控制手段之一，目前对拉深筋的研究虽取得了一定的成果，但有关它对板材成形的影响研究还较欠缺。本文利用数值模拟的方法，研究了半圆形拉深筋的筋高和各凹槽圆角半径即结构尺寸对板材通过拉深筋后的厚度和累积等效应变的影响。研究结果表明，在半圆形拉深筋中，板料每通过一个圆角，其厚度都有所减薄，累积等效应变增大。筋高与板料的减薄量和累积等效应变之间存在良好的线性关系，随着筋高的增大二者也增大；并且拉深筋的各圆角半径的增大都使减薄量和累积等效应变减小。     

半球形件粘性介质压力成形的数值模拟研究

粘性压力成形技术是金属板材成形领域里新近出现的一种先进的加工工艺。对双面施放粘性介质的板材胀形进行了模拟研究，在双面施放介质的板材粘性介质胀形时，排放孔位置分布对毛坯成形过程有明显的影响。排放孔位置分布的不同造成模腔内介质的速度场不同，进而导致板材不同部位的流动速度的方向大小发生变化，最终使成形件的厚度分布不同。     

铝合金筒形件磁脉冲辅助冲压成形试验研究

针对铝合金筒形件传统拉深成形中由于成形性差容易出现拉裂问题,采用拉深预成形和磁脉冲辅助成形相结合的方法对5052-O铝合金板材进行筒形件成形性试验研究,探索磁脉冲辅助冲压成形工艺提高材料成形性的可能性。并研究应用磁脉冲成形减小预成形筒形件圆角半径的工艺可行性。结果表明:与普通冲压相比,磁脉冲辅助冲压成形能够提高材料的成形性,且提高放电电压和增加放电次数能增强圆角的再变形能力,圆角变形更加均匀。普通拉深筒形件减薄最严重部位出现在筒壁和圆角相接处,而磁脉冲辅助冲压成形筒形件有两个减薄严重部位:侧壁与圆角相接处和筒底与圆角相接处。     

板材渐进成形破裂分析与数值模拟

针对渐进成形过程中金属板材易破裂问题,以不同成形半锥角的圆台件作为研究对象,建立了渐进成型CAD模型,并进行数值模拟和试验验证。结果显示,成形半锥角越大,制件侧壁出现破裂问题的可能性越低,材料成形性能越好。同时,针对板材渐进成形破裂现象,结合破裂准则和对破裂的数值模拟,提出一种有效预测破裂的方法。     

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 金属板材的成形极限是板材成形领域中的重要性能指标和工艺参数。目前,国内外均已开展以厚度减薄率作为成形极限判据的成形极限试验模拟研究,其厚度减薄率的测试过程较为复杂,不适合实验室大批量检验工作。提出了2种金属板材拉伸厚度减薄率的测试方法,一种为人工测试断后试样断口附近厚度分布,得到厚度减薄率变化曲线;另一种方法是通过公式推导,将厚度减薄率与试样纵向应变联系起来,通过测试纵向应变,得到集中性失稳前的厚度减薄率变化规律。     

板厚对三维曲面柔性卷板成形过程影响的数值模拟研究

三维曲面柔性卷板成形技术是一种新颖的板材柔性成形技术.简单介绍了三维曲面柔性卷板成形技术,并以马鞍形件为例,采用通用的有限元程序建立了三维曲面柔性卷板成形过程的有限元模型.通过数值模拟的方法来研究同种材料、不同厚度的板材对其成形过程的影响,得出了在相同压下量时,随着板厚的增加,马鞍形件的成形效果越好的结论,并通过了实验验证.模拟结果对制定成形工艺,以及如何确定在一定参数下压制多少厚度的板材效果为最佳,具有一定的指导意义.