多道次单点渐进成形变形规律试验研究

针对材料在多道次单点渐进成形中的变形规律,研究了其流动特性和应变分布。试验结果表明,多道次单点渐进成形所得零件存在较为明显的第二主应变,且随成形深度的增大而增大,同时,零件壁厚随成形深度的增大明显地减小。针对此问题进行了补充试验,证明增加成形道次可在一定程度上改善成形质量。此外,结合对试验数据的分析,分析了壁厚随成形深度变化的原因,指出对于大成形角度的零件在多道次单点渐进成形中存在成形深度极限。     

静压支撑单点渐进成形厚向应变分布研究

采用单点渐进成形技术单道次成形复杂形状的薄壁零件时，厚度分布不均匀及过度减薄易于引起板材的断裂和成形失效。将静压支撑引入单点渐进成形中，形成一种静压支撑单点渐进成形工艺；通过促进材料流动和厚向应变分布来提高板材厚度分布的均匀性。选用初始厚度为1 mm的1060铝板，以静压支撑单点渐进成形的圆锥台件为研究对象，通过数值模拟和实验研究分析了静压参数对厚向应变分布和材料流动规律的影响。结果表明：0～0.18 MPa的静压支撑有利于过渡变形区Ⅱ的快速成形，有利于主变形区Ⅲ的厚向应变分布；在有利压力范围内，静压压力越大，由Ⅱ区流向Ⅲ区的材料越多，厚向应变分布越均匀，制件成形性能越好。     

异形件两道次拉深试验与有限元模拟

塑性成形领域中对钣金件非对称零件的两道次拉深成形一直是个难题。以非对称形件为研究对象,采用数值模拟和试验相结合的方法进行了研究。试验中采用网格法研究了两道次拉深后得到的成形件局部应变分布和第二道次成形件的壁厚变化。数值模拟中采用两道次连续成形的方法进行了仿真分析,根据仿真结果分析了成形性、应力、应变分布等,同时得到了对应试验结果仿真结果,并将试验结果和仿真结果进行了对比。结果表明,多道次有限元模拟中厚度变化与试验相差较小,可以通过有限元模拟预测多道次成形件厚度;多道次有限元模拟中应变分布与试验相差较小,可以通过有限元模拟预测多道次成形件成形性;采用多道次连续成形方法可以解决多道次成形中不同道次间材料属性变化难处理的问题。     

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。     

拉弯辅助渐进成形直壁件试验研究

针对传统直壁件多道次渐进成形工艺存在的路径规划复杂、加工时间长、壁厚过度减薄的现状,提出了一种拉弯辅助渐进成形直壁件的新工艺。该工艺包含三个步骤:预成形、拉弯组合成形直壁和校形。基于此工艺进行了试验研究,结果表明:拉弯组合成形直壁件壁厚减薄程度小,壁厚分布均匀,加工时间明显缩短,更加符合实际生产的需要;预成角直接决定直壁件最终壁厚,预成形角越大,壁厚减薄越大;在周向压应力的作用下,直壁部分出现局部区域增厚现象,且预成角越小,增厚区域越大。     

金属板料单点渐进成形性能的研究

通过数控机床渐进成形锥形零件,试验测量不同因素(原始板厚、垂直增量步长、润滑剂种类、零件形状)下的成形极限角,以此来比较渐进成形性能。另外,使用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对影响因子(原始板厚、垂直增量步长、零件形状)进行数值模拟,得到各种情况下的厚度分布、等效应力应变云图。通过试验和数值模拟,分析不同因素对板料渐进成形性能的影响规律,并初步探究其内部机理。结果表明:大的原始板厚和适当的增量步长有利于渐进成形性能的提高。与L-HM 46抗磨液压油和混合润滑剂相比,选用极压复合锂基润滑脂,1060铝板有更好的渐进成形能力。方锥台的成形性能比圆锥台高。     

外轮廓支撑渐进成形大角度圆锥件的路径研究

基于ANSYS/LS-DYNA软件对外轮廓支撑渐进成形锥形件建立了相应的数值模型。以0.84 mm厚的1060Al为毛坯板料,在单道次渐进成形中模拟了大角度锥形件的成形过程,发现避开减薄带的新路径,可以有效提高其最大成形角度,并通过实验探索了不同工具头半径、轴向进给量等对最大成形角度的影响。对于超过此最大成形角度的锥形件,采用多道次渐进成形的工艺,先根据制件形状反向规划其成形路径,然后通过有限元模拟,调整路径参数,最后制得的大角度锥形件壁厚均匀,形状良好。     

基于正多边形截面薄壁零件旋压成形质量研究

基于新型非圆旋压成形方法,讨论正多边形零件旋压成形的旋轮对零件轮廓的成形轨迹方程。以等边三角形截面以及正五边形截面的旋压为例,研究新型非圆旋压成形方法在旋压过程中的主轴转速、旋轮进给比和道次三项工艺参数对正多边形截面旋压件壁厚差的影响。应用有限元软件进行仿真分析,根据仿真结果分析正多边形旋压件的壁厚分布规律,即正多边形旋压件的壁厚呈周期性分布,最大壁厚发生在正多边形旋压件的圆角处。采用Box-Behnken实验设计方法设计仿真实验,根据仿真数据对零件的壁厚差进行方差分析,建立了关于壁厚差的预测模型并对其进行优化,最后进行多组仿真研究用来验证模型准确性。结果表明主轴转速、旋轮进给比、道次对正多边形零件壁厚差的影响显著,主轴转速与壁厚差呈正相关,而进给比壁厚差呈负相关,道次对壁厚差的影响先减小后增加。     

板材三维曲面零件的坯料计算与变形逆分析

坯料计算是板材三维曲面零件成形工艺设计的重要问题之一。根据变形均匀原则及材料体积不变条件建立了一种基于三角形网格的坯料计算方法，该方法通过迭代格式使目标泛函极小化，得到零件的初始坯料。根据平面应变假定及三角形单元常应变条件，进行了由目标零件到坯料的变形逆分析。通过多点成形实验检验了坯料计算方法的精度与可靠性。     

薄壁半球壳零件拉深成形的有限元模拟分析

通过改变凹模圆角半径、压边力等成形参数对0.5 mm厚铝合金板拉深成半球形零件的成形过程进行了仿真模拟,研究了不同成形参数下零件成形过程中的应力应变分布和零件成形后的壁厚分布,揭示成形参数对半球形零件成形质量的影响.为实际生产中提高半球形零件的成形质量和抑制成形过程中板料起皱与开裂提供了一定的参考.     

自由曲面工件多点连续成形方法

为了实现自由曲面工件的高效率、低成本制造,分析与比较常用的柔性成形方法;从成形过程的连续性考虑,将柔性成形分为分段成形与连续成形;从变形区大小考虑,又划分为点成形、面成形与线成形等不同类型。比较不同成形方式的优点与缺点,指出自由曲面工件的高质量、高效率成形是亟待解决的技术难题。提出基于连续线成形方法的自由曲面工件高效、柔性成形思路;并提出采用多点调整式柔性辊的多点连续成形技术方案;探讨多点连续成形技术的基本原理、关键技术及主要特点。运用具有多个控制点的挠性轴设计出可弯曲、可调整的柔性辊,开发出多点卷板成形试验装置。多种三维曲面板类件的连续成形试验结果表明,多点连续成形技术能够解决自由曲面工件的高效加工难题。     

板料渐进冲击成形方法与试验

对冲击系统的合理设计进行了研究,并且对两种加工方式进行试验比较,分析并选择合理的加工方式。板料渐进冲击成形可以实现板料的快速柔性成形。     

锆制封头成形方法的试验研究及其实践

锆具有良好的耐腐蚀性能,但塑性相对较差,成形锆封头时,如控制不当,往往会出现开裂。国内现普遍采用高温成形锆封头方法来防止开裂,但从发表的相关文章和所了解的部分封头制造厂工艺看,对高温成形锆封头方法的理解和控制不尽全面。结合确定高温成形锆封头方法的试验研究结果、相关分析及其最初成形的几只锆封头情况,对高温成形锆封头方法的控制要点进行较为全面的讨论。     

板材三维曲面多点成形技术

多点成形是一种板材柔性成形新技术。它在新产品的试制开发、多品种、小批量板类件生产、大型板材成形等多方面都显示出良好的潜力。本文探讨了多点成形的基本原理、技术特点和系列实用技术,并对多点成形的应用前景作了阐述。     

NC INCREMENTAL SHEET METAL FORMING PROCESS AND VERTICAL WALL SQUARE BOX FORMING

The forming principle and deformation analysis of NC incremental sheet metal forming process as well as the process planning, experiment and key process parameters of vertical wall square box forming are presented. Because the deformation of sheet metal only occurs around the tool head and the deformed region is subjected to stretch deformation, the deformed region of sheet metal thins, and surface area increases. Sheet metal forming stepwise is to lead to the whole sheet metal deformation. The forming half-apex angle θ and comer radius R are the main process parameters in NC incremental forming of vertical wall square box. According to sine law, a vertical wall square box can't be formed by NC incremental sheet metal forming process in a single process, rather, it must be formed in multi processes. Thus, the parallel line type tool path process method is presented to form the vertical wall square box, and the experiment and analysis are made to verify it.     

基于点支撑的板料无模渐进成形形状失稳问题

提出用顶杆在关键部位支撑板料的点支撑工艺,代替模型支撑,使成形过程周期短、成本低,降低了压头负荷,并可实现真正意义上的无模成形。但在这种点支撑成形工艺下,容易出现形状失稳现象。用轴对称抛物面、圆锥面和双曲面作为研究对象,进行大量试验,发现圆锥面是失稳的临界形状,当形状大于圆锥面时,如抛物面薄壳件,易出现失稳,小于或等于圆锥面的形状则不出现形状失稳。分析了产生失稳现象的各种因素,提出了有针对性的解决方案,经试验证明能够较好地克服薄壳件失稳的出现。     

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。     

金属直壁筒形件数控渐进成形工艺研究

介绍了金属板料数控渐进成形工艺的成形原理、变形分析、直壁筒形件成形的工具路径设计、实验条件及结果分析。根据正弦定律 ,金属板料数控渐进成形工艺 ,不能一次成形出直壁筒形件 ,要成形直壁筒形件 ,必须进行多次成形。为了尽快逼近直壁筒形件 ,设计了平行直线型等三种工具路径方案 ,通过实验和结果分析 ,找到最佳方案。     

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。     

塑性加工技术新进展

综述了塑性加工技术的当前进展。分别介绍了薄坯铸轧、高强度钢板冷冲压、镁合金板材热态成形、内高压成形、单点数控增量成形、薄板热冲压-淬火、多点三明治成形及多尺度数值模拟等塑性加工新技术的特点及应用情况,如通过边凝固边轧制目前可得到约1~3mm厚的铸轧坯,可大幅度降低后续轧板的变形量与能耗,新研发的强度超过1000MPa的高强度钢的延伸率已可达60%。指出了塑性加工领域未来的发展趋势。