自阻电加热渐进成形轨迹优化方法及应用

针对DC04钢板自阻电加热渐进成形中存在的放电击穿现象,提出了一种可适用于复杂模型的螺旋线成形轨迹生成方法,成功避免了制件在成形过程中因放电现象造成的破裂。相关试验表明,使用传统等高线成形轨迹时需要通过降低成形速度的方法避免破裂,导致成形效率较低,而使用螺旋线成形轨迹可以保证在成形速度较高时避免成形工具头与制件的剧烈撞击。此外,该方法生成的轨迹同样适用于其他类型的渐进成形,可以成功消除制件表面的进刀痕。     

数控渐进成型技术在圆孔翻边中的应用

将数控渐进成型技术应用在圆孔翻边中,研究了翻边过程中成型力与零件壁厚的变化,分析了成型工艺参数(成型工具头直径、每层进给量和零件的最终孔径)对板料翻边成型过程的影响规律.结果表明:传统翻边工艺中用来衡量板料最大翻边变形程度的极限翻边系数不能应用在渐进成型翻边中;翻边过程中成型力在成型的最后阶段明显减小;翻边成功与破裂的零件相比较壁厚均匀;成型工具头与每层进给量越大可以成功翻边的板料预制孔越小;当零件最终孔径与成型工具头直径之比≤2.5时零件破裂形式为孔口边缘伸长率达到极限值而破裂;其他加工参数一定时,随着成型零件最终孔径的增加,板料初始有效变形长度在达到一定值后不再增加.     

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。     

金属板材数控单点渐进成形回弹的实验研究

主要研究了金属板材数控单点渐进成形过程中的回弹问题 ,分析了影响板材渐进成形回弹的主要因素和变化规律 ,提出了一种通过增大成形角度控制回弹的方法。     

应用开放式CNC进行金属板材数控渐进成形加工的研究

金属板材数控渐进成形工艺是目前国际上一种新兴的板材成形工艺。本文将原有使用固定支撑模型的反向加工方式进行改进,应用开放式CNC技术,使用了一种通过上下2系统5轴控制成形方式,构建了改进型的数控渐进成形系统,并通过灵活应用工件测量功能,修改数控程序,调节成形工具的成形轨迹,提高成形零件的加工精度。     

五轴数控渐进成形干涉检测与修正研究

综合考虑干涉检测效率、精确性和可修正性,提出一种高效、精确的基于STL(Sterolithography)数据模型的五轴数控渐进成形挤压工具与工件干涉检测与修正方法。以八叉树分割立方体最小边为基准对STL模型的三角面片细分后再沿边进行离散进而确保离散点云模型的八叉树分割更为均匀,并把离散点八叉树分割模型拓展为一个带有索引序列的八叉树分割模型以便不经过递归查找就能直接检测干涉区域;然后把挤压工具用轴向AABB(Axis-aligned bounding boxes)包围盒进行包围并利用八叉树分割模型粗略检测发生干涉的位置;最后利用八叉树分割模型立方体节点内的离散点和圆柱体形状的挤压工具对可能发生干涉的位置进行细致检测,并在干涉点处沿着挤压工具轴线方向的剖切面上进行干涉修正。算法应用实例表明,该方法能够快速而准确地寻找出干涉点的位置并能予以修正,整个过程运行稳定可靠。     

金属板材数控渐进成形支撑CAD模型自动生成

为满足金属板材数控渐进成形中支撑制作的需要,提出一种从板材件的计算机辅助设计模型自动生成支撑计算机辅助设计模型的方法。采用STL数据模型,根据板材件曲面曲率的变化和成形过程中板材的减薄规律,计算出成形过程中板材厚度的变化量,通过对STL模型进行不等距偏置,生成了能够自适应板材厚度变化、并能保证挤压工具头与支撑之间合理间距的支撑计算机辅助设计模型。最后,给出了支撑计算机辅助设计模型生成实例。     

TC4板料电辅助加热数控渐进成形时摩擦和润滑的研究

难成形板料局部自阻电辅助加热数控渐近成形是一种新技术,由于该技术涉及高温、电流和塑性变形等因素,摩擦机理复杂,因此选择正确的润滑方式对提高加工件的表面质量至关重要。笔者首先对渐近成形的摩擦机理进行了分析,提出摩擦分为3个区域,黏着摩擦、边界摩擦和流体润滑。然后又对电辅助加热渐近成形的摩擦机理进行分析,指出摩擦主要由黏着摩擦和边界摩擦组成,并提出了摩擦力计算公式。为了提高电辅助加热渐进成形加工件的表面质量,关键是增加润滑剂与板料之间的结合力。通过选用不同润滑剂进行实验,对比加工件表面质量,发现用电沉积制备的铜基二硫化钼复合材料具有良好的自润滑性能,加工的TC4钛合金钣金件表面质量良好。     

面向金属板材数控渐进分区分阶段成形的分区算法研究

金属板材数控渐进分区分阶段成形中的一个重要环节是需要对待成形模型、成形轨迹和支撑进行分区处理。为金属板材数控渐进分区分阶段成形工艺,综合考虑挤压工具长度、可用支撑坯料厚度、板材件的深度以及挤压工具与工件之间的干涉等因素,提出了将不等距分层和中间面逼近法相结合的挤压工具与工件之间干涉检查算法和分区位置确定算法,给出了根据分区位置将待成形件模型、成形轨迹和支撑进行相应分区处理的算法,并通过算法应用实例和分区分阶段成形仿真验证了上述算法的可行性。     

TA2Mδ2.0钛合金外缘翻边成形过程中的形状畸变现象

由于外缘翻边成形过程中应力应变在变形区分布不均匀,以及钛合金板材具有明显的各向异性,导致外缘翻边成形及卸载回弹过程产生诸多形状畸变现象。本文针对料厚为2.0mm的TA2M钛合金板材,采用PAM-STAMP软件对外缘翻边成形及回弹过程进行了有限元数值分析,预测出卸载回弹后的制件将产生翻边壁厚分布不均、翻边高度分布不一致、外翻线端头明显向外隆起、竖边与腹板平面不垂直等畸变现象。室温条件下的一系列外缘翻边成形工艺试验与有限元模拟预测的结果吻合效果良好。     

三轴与五轴数控渐进复合成形轨迹规划

综合考虑挤压工具对待成形件曲面的可接近性和数控渐进成形效率,提出了三轴与五轴数控渐进复合成形策略及其成形轨迹规划方法。通过识别待成形件STL模型的三角面片各边的凸凹性,以三轴数控渐进成形挤压工具对模型各曲面的可接近性,将模型曲面划分出三轴数控渐进成形与五轴数控渐进成形加工的区域,进而对成形轨迹进行分区规划并在相应的曲面分区内分别生成出三轴数控渐进成形和五轴数控渐进成形加工轨迹。算法应用实例表明,该方法能够实现三轴与五轴数控渐进复合成形所需曲面分区及其成形轨迹规划与生成。     

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。     

TC4钛合金筒形件热校形工艺研究

应用弯曲理论和应力松弛理论推导了TC4筒形件的校形精度公式,通过对TC4钛板进行应力松弛实验,分析了温度、时间和初变形量对残余应力的影响,得出了零件校形的较优工艺参数为加热650℃,保温30min;进行了零件校形实验,分析了校形后的残余应力和显微组织。结果表明,采用该工艺参数校形后工件尺寸精度满足工程要求,残余应力0~10MPa。     

TC4钛合金筒形件热校形工艺研究

应用弯曲理论和应力松弛理论推导了TC4筒形件的校形精度公式,通过对TC4钛板进行应力松弛实验,分析了温度、时间和初变形量对残余应力的影响,得出了零件校形的较优工艺参数为加热650℃,保温30min;进行了零件校形实验,分析了校形后的残余应力和显微组织。结果表明,采用该工艺参数校形后工件尺寸精度满足工程要求,残余应力0～10MPa。     

TC4固态渗碳化硼的试验研究

为改善钛及钛合金的表面性能,对TC4在不同温度条件下固态渗碳化硼后的渗层显微组织及硬度等情况进行了试验研究。结果表明,渗层在表面为致密分布的化合物层,而在基体内部则形成沿晶界分布的板条状或等轴状的颗粒扩散层;表面碳化硼处理可以显著提高TC4的表面硬度,而且由表及里具有良好的硬度梯度;断口形貌分析发现材料由韧性断裂转变成脆性断裂。     

直壁筒形件多道次增量成形工艺研究

通过对筒形件数控增量成形工艺的分析和研究，提出了以壁厚均匀化、提高成形极限为目的的直壁件多道次成形路径规划方案。设计了加工轨迹，通过实验研究，对成形路径，尤其是第一道次进行了优化，在此基础上加工获得了高径比为0．5的直壁筒形工件。     

金属板料的几种无模成形技术的研究现状

介绍了用于板料塑性成形加工的喷丸成形、数字化渐进成形、无模多点成形、激光热应力成形和激光站压成形等几种无模成形技术的国内外研究现状、基本原理和特点，并就关键技术、存在问题及今后的发展趋势作了简要分析。