金属板材多道次渐进成形的模拟分析

针对半锥角为30°的圆锥凸台件,借助Abaqus有限元软件分析了多道次和单道次渐进成形过程。得到了各道次成形后的厚度分布云图和等效应变图,并对其进行了回弹分析。结果表明,多道次成形比单道次成形质量更好,板材厚度分布更均匀;多道次可以增大板材塑性变形极限,延迟裂纹产生,并且多道次成形后的回弹量明显小于单道次成形。     

多道次单点渐进成形多参数交互影响

以成形角度为70°的锥形件为研究对象,研究了多道次渐进成形中每个道次的角度间隔、刀具半径和轴向进给量3个成形参数对制件壁厚的交互影响。首先,研究了单个参数在不同道次中变化对制件截面厚度的影响,然后设计正交试验分析了3组参数的交互作用对制件厚度的影响,并获得了成形参数的最优组合。最后进行数控试验验证了仿真结果的准确性。结果表明,3个参数影响的主次顺序为刀具半径、轴向进给量及道次角度间隔,最优组合为刀具半径4 mm,轴向进给量分别为0.5、1.0和1.5 mm,道次角度间隔分别为50°、60°和70°。通过选取合适的成形参数,成形质量和成形效率得到了提高。     

某汽车减震器多道次渐进成形数值模拟分析

以某汽车减震器为例,通过分析零件结构,得出单道次不能成形的结论;于是采用多道次成形,根据成形理论基础,设计加工工艺过程,计算每道次材料的减薄率,提出每次减薄率分别为0.23、0.30、0.46的三道次成形策略。建立有限元模型进行数值模拟,比较分析厚度值,模拟厚度结果符合工艺设计最小壁厚0.7mm的要求。模拟证明了某汽车减震器多道次渐进成形方案设计的正确性,为渐进成形在侧壁较陡制件上的推广应用及多道次的工艺设计提供了一定的理论依据。     

板材多点对称式渐进成形过程模拟研究

由于板材在单点渐进成形过程中受到非对称局部载荷作用,导致其成形区域容易出现回弹、壁厚不均匀以及变形状态难于控制等问题,在提出多点对称式渐进成形工艺的基础上,建立板材渐进成形的有限元模型,确定工具头的运动轨迹以及模拟实验参数.在MSC.MARC环境中对圆锥台制件进行单点渐进成形与多点对称式渐进成形实验,通过分析成形件的壁厚、等效塑性应变、变形抗力等参数的实验结果表明,与单点渐进成形工艺相比,多点对称式渐进成形工艺更有利于实现板材的精密成形.     

PC板材渐进成形性能实验研究

利用数控渐进成形机床对PC板料进行渐进成形实验,探究了成形工具头不同主轴转速和进给速度对PC板成形极限的影响。实验结果表明,当进给速度保持3000 mm·min~(-1)不变时,随着主轴转速的增大,板料渐进成形力不断减小,成形极限不断降低,零件表面质量也不断下降,并且当主轴转速达到1500 r·min~(-1)时,零件底部会出现表面褶皱缺陷;当主轴转速保持500 r·min~(-1)不变时,随着进给速度的增大,板料渐进成形力不断增大,成形极限不断降低,零件表面质量较好,底部未出现表面褶皱缺陷。     

基于MSC.MARC的板材多点渐进成形数值模拟研究

板材多点渐进成形过程复杂、影响因素多,各种参数的选择对成形质量和效率有很大影响。在MSC.MARC环境中对四棱锥体的多点渐进成形过程建立了有限元模型,建立相应的实验方案,探讨了板材在渐进成形过程中不同参数对等效应变的影响情况,并对分布情况进行了分析。研究结果表明:进给量的增大使得等效应变随之增大,离工具头越近的点影响越显著;进给速度增大使得等效应变随之增大,但增大到一定的数值以后,对等效应变的影响显著降低;成形角度对于等效应变的影响不大。     

双凸板材件的数控渐进成形研究

针对数控渐进反向成形中无法直接成形加工双凸板材件的问题,提出了基于双面挤压的双凸板材件数控渐进反向成形方法。该方法通过设计从正反两面可接近各形体的支撑模,并把板材用两个支撑模装夹,从正反两面挤压板材来实现双凸板材件成形。给出了双凸板材件的成形工艺方案和支撑模设计方法,研究了双凸板材件数控渐进反向成形过程数字模拟分析的方法并运用数值模拟分析了该方案的可行性,并且通过成形试验,完成了双凸板材件的制作。研究结果表明,基于双面挤压的数控渐进反向方法可应用于双凸板材件的制作。     

多道次双面渐进成形策略对成形质量的影响

针对大壁角深腔类零件成形难的问题,在分析平行直线、平行弧线和变角度多道次双面渐进成形的基础上,提出了一种“Z”形折线连续多道次双面渐进成形策略。以大壁角深腔类方锥为研究对象,通过有限元模拟结果得出,“Z”形折线连续多道次双面渐进成形策略在平均厚度和几何偏差上表现优越。并通过试验验证了“Z”形折线连续多道次双面渐进成形策略的成形效果。结果表明,“Z”形折线连续多道次双面渐进成形策略得到了更为均匀的厚度分布,平均厚度由0.78 mm提升为0.87 mm,厚度减薄率与变角度多道次双面渐进成形相比提高了7%,显著提高了双面渐进成形工艺中大壁角深腔类试验件的成形精度和表面质量。     

多道次多点成形过程的数值模拟研究

通过有限元数值模拟方法,分析多道成形工艺以及板材厚度对多道次成形的变形路径的影响。结果表明,多道次成形可以提高板材成形能力,抑制起皱等成形缺陷的产生;另外,成形同一工件时,随着板材厚度的增加,多道次成形所需的道次数减少。     

高压水射流板材渐进成形工艺的进展

介绍高压水射流板材渐进成形工艺,对该工艺的基本原理、成形特点和一些相关参数进行了阐述。总结目前在此领域的最新研究进展和趋势,探讨了高压水射流板材渐进成形的目前研究存在的一些关键问题,并对高压水射流板材渐进成形的应用和未来发展趋势进行了展望。     

金属薄板直壁件数字化渐进成形过程的实验研究

金属薄板直壁件的成形是数字化渐进成形技术中的热点和难点之一。本文基于数字化渐进成形的基本原理提出了一种加工金属直壁件的方法,在实验中研究金属薄板直壁件的成形过程,了解直壁成形机理和控制成形过程的工艺措施。     

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.     

板料零件数控渐进成形工艺研究

板料零件数控渐进成形工艺是一种通过数字控制设备 ,采用预先编制好的控制程序逐点成形板料零件的柔性加工工艺。本文就板料零件数控渐进成形工艺的成形过程、变形机理、极限半顶角等方面进行了探讨。认为 ,板料零件数控渐进成形是使板料的厚度减薄 ,表面积增大 ,靠逐次的变形累积产生整体的变形。变形区厚度的变化与成形半顶角有关 ,其中 ,成形极限半顶角是数控渐进成形能否成功的关键 ,它不仅与材料有关 ,而且与板料厚度有关。     

金属板料数控增量成形的覆层技术实验研究

金属板料数控增量成形技术可以在不使用模具的条件下,快速、低成本地成形出金属板料零件,但工具头与金属板料表面间的直接摩擦降低了成形零件的表面质量,限制了该工艺的推广与应用.本文在实验的基础上,提出了金属板料数控覆层成形工艺,对塑料薄膜、不同厚度的铝板的覆层进行了实验研究,探讨了覆层材料及润滑对成形件表面质量的影响.试验证明,采用具有较好的塑性成形性能的金属覆层并在覆层与工件之间采用润滑,可以有效地解决摩擦问题,得到表面无划伤的较高表面质量的板料零件.     

The mechanics of incremental sheet forming

The deformation mechanism of incremental sheet forming (ISF) is examined experimentally through forming specially prepared copper sheets. Strain distributions through the thickness of the sheets are measured for two configurations of ISF: two-point incremental forming (TPIF) and single-point incremental forming (SPIF), and a comparison is made to pressing. The measurements show that the deformation mechanisms of both SPIF and TPIF are stretching and shear in the plane perpendicular to the tool direction, with shear in the plane parallel to the tool direction. Strain components increase on successive laps, and the most significant component of strain is shear parallel to the tool direction. Increasing stretching and shear perpendicular to the tool direction account for differences between the sine law prediction and measured wall thickness for both SPIF and TPIF. The observed mechanisms of SPIF and TPIF differ from a mechanism of pure shear that has previously been assumed.     

Exergy analysis of incremental sheet forming

Research in the last 15 years has led to die-less incremental forming processes that are close to realization in an industrial setup. Whereas many studies have been carried out with the intention of investigating technical abilities and economic consequences, the ecological impact of incremental sheet forming (ISF) has not been studied so far. Using the concept of exergy analysis, two ISF technologies, namely single sided and double sided incremental forming, are investigated and compared to conventional forming and hydroforming. A second exergy analysis is carried out with the purpose of examining the environmental impact of different forming technologies from a supply chain perspective. Therefore, related upstream activities (die set production, aluminum sheet production and energy conversion and supply) are included into the exergy analysis. The entire supply chain is modeled with Matlab/Simulink. The results of both analyses suggest that ISF is environmentally advantageous for prototyping and small production runs.     

薄板无模分层成形技术

本文介绍了薄板无模分层成形技术的基本原理 ,优点以及工具运动轨迹的生成     

板料直壁零件数控渐进成形

板料直壁零件成形是渐进成形的难点之一。为了成形直壁零件,一般采用多次成形的方法。文章对直壁零件多次成形法从理论上进行了分析,并且通过实验,验证了这种方法的正确性。     

镁合金板料工具转动渐进成形工艺参数实验研究

用正交试验的方法研究了AZ31镁合金板料工具转动渐进成形过程中工艺参数对板料成形性能的影响,试验采用变角度锥杯模型,并以成形破裂角作为试验指标。结果表明:单一因素对AZ31镁合金渐进成形性能的影响从主到次的顺序为主轴转速Z轴进给量工具头直径进给速度工具材料,主轴转速是影响镁合金板料成形性能的最主要因素,在保证板料成形性能和表面质量的前提下,为节约时间,尽量选用快的进给速度和大的Z轴进给量和工具头直径,工具材料对成形性能影响很小,可以忽略。正交试验中最优工艺参数组合:工具转速4500 r·min-1,进给速度300 mm·min,Z轴进给量0.3 mm,工具头直径Φ12 mm,工具材料HSS4341,成形破裂角为88.25°。     

板料单点渐进成形数值模拟研究

板料单点渐进成形过程变形复杂、影响因素多,工艺参数选择是提高成形质量和成形效率的关键。对单点渐进成形过程进行数值模拟,分析了成形件的应力分布和厚度变化以及成形路径、进给量等工艺参数对成形过程的影响。结果表明:成形件最大应力和最大厚度减薄发生在底面附近;采用螺旋进给方式可有效提高成形质量和成形效率。实验结果显示,实验结果与数值模拟结果基本吻合。