数控渐进成形下压点分散的等高线成形轨迹生成

为解决在数控渐进成形中由于挤压工具压入点集中而使工件局部凹陷的问题,研究了基于商用UG软件的挤压工具下压点沿工件轮廓均布的等高线成形轨迹生成方法,并通过数字模拟和实际成形实验分析了所生成下压点分散成形轨迹的成形效果。结果表明,该方法能够解决工件局部凹陷问题,提高成形质量。     

面向数控渐进成形鼓包问题的成形轨迹生成与规划

针对数控渐进成形中鼓包的问题,提出了基于STL(Sterolithography)模型的等高线轮廓扫描、等高线轮廓与底面扫描、各等高层由外向内全扫描和各等高层由内向外全扫描4种挤压工具扫描运动轨迹类型,并给出了基于STL模型顶点偏置算法和多边形边偏置算法的各类型挤压运动轨迹生成方法;同时,采用有限元分析软件对这4种扫描运动轨迹的数控渐进成形效果进行了数字模拟仿真分析。研究结果表明,采用各等高层由内向外全扫描的轨迹进行数控渐进成形时不发生鼓包现象,并且能够减少制件的整体厚度差。     

数控渐进成形下压点分散的等高线成形轨迹生成

为解决在数控渐进成形中由于挤压工具压入点集中而使工件局部凹陷的问题,研究了基于商用UG软件的挤压工具下压点沿工件轮廓均布的等高线成形轨迹生成方法,并通过数字模拟和实际成形实验分析了所生成下压点分散成形轨迹的成形效果。结果表明,该方法能够解决工件局部凹陷问题,提高成形质量。     

三轴与五轴数控渐进复合成形

由于现有的数控渐进成形都采用三轴数控系统,无法成形加工包含有从Z轴正方向或负方向不可见且成形角大于90°曲面的复杂钣金件,针对此问题,提出一种基于三轴数控渐进成形与五轴数控渐进成形复合的成形方法。综合考虑成形效率和可成形性,将形状特征分为三轴数控渐进成形和五轴数控渐进成形可成形加工的特征,并分别采用三轴数控渐进成形和五轴数控渐进成形依次完成其成形。基于ANSYS/LS-DYNA的有限元分析和实际成形实验表明,所提出的方法具有可行性,能够制作出包含有从Z轴正方向或负方向不可见曲面复杂钣金件。     

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。     

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。     

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。     

成形轨迹对数控渐进成形质量的影响

为了研究数控渐进成形过程中不同的成形轨迹对成形质量的影响,在给出下压点集中的等高线轨迹、下压点分散的等高线轨迹、等螺距螺旋线轨迹和不等螺距螺旋线轨迹这4种成形轨迹的生成方法的基础上,采用ANSYS/LS-DYNA软件,对基于这4种成形轨迹的数控渐进成形过程进行数值模拟,并根据数值模拟结果,对比分析了基于这4种成形轨迹的...     

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.     

数控渐进正/反向复合成形中成形顺序对成形质量的影响

对于数控渐进成形中装夹面上下两侧都具有形体特征的复杂钣金件,仅利用单一的数控渐进反向成形或正向成形无法完成其成形。针对此问题,提出了一种基于正向成形与反向成形相结合的数控渐进复合成形方法,并给出了3种复合成形策略即正向成形与反向成形的3种成形顺序:反向-正向成形、正向-反向成形、正向/反向并行成形。同时利用数值模拟和实际成形实验对比分析了上述3种成形顺序对成形质量的影响。研究结果表明,采用正向-反向成形和正向/反向并行成形的成形效果优于反向-正向成形;在3种复合成形方式中,采用正向-反向成形的成形质量与成形效率最高。     

数控渐进反向成形中支撑模对成形精度的影响

针对数控渐进成形时是否采用支撑以及采用何种类型支撑的问题,探讨了支撑模的完整性对成形精度的影响。以对称圆台钣金件、非对称钣金件、非对称台阶钣金件3种典型钣金件为研究对象,分别采用全模支撑、半模支撑和无底模支撑3种支撑类型进行成形精度分析。给出了3种支撑建模方法,利用数值模拟分析了3种支撑下的成形情况,并通过成形实验制作了钣金件。研究结果表明,对称规则钣金件采用3种支撑均可;非对称钣金件采用全模支撑可保证成形精度;非对称台阶钣金件采用半模支撑可以达到理想成形效果。     

五轴数控渐进成形中挤压工具姿态的确定

在基于STL模型的五轴数控渐进成形中,为了避免三角面片边界处挤压工具的姿态发生突变现象,提出一种挤压工具姿态确定方法。首先,根据挤压工具头中心点与三角面片的位置关系,将工具头中心点分为位于三角面片顶点、三角面片边和三角面片内部3种类型;然后,对不同类型的工具头中心点,分别采用不同的距离加权算法,计算工具头中心点的法向量;最后,根据工具头中心点的法向量和挤压工具轴相对于工具头中心点法向量的引导角和倾斜角,确定挤压工具姿态。采用VC++和OPENGL完成算法的系统实现。算法应用实例表明,所确定的挤压工具姿态变化平缓,在三角面片的边界处,没有发生挤压工具姿态突变现象,软件运行稳定可靠。     

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.     

基于数控渐进成形技术的翼子板成形工艺

介绍了板料数控渐进成形原理以及翼子板零件渐进成形过程,分析了工艺参数对成形的影响,提出了提高成形质量的方法。影响翼子板成形的主要参数是成形工具球头半径r和进给量h。成形过程中,工具头的球半径r应尽可能大,但考虑干涉问题,一般取较大值5 mm,有利于成形。工具头进给量h应尽可能小,这样有利于提高表面质量,使变形更加均匀,但过小时成形效率太低,因此进给量一般取较小值0.25 mm最好。