铝合金单点增量成形轴向成形力实验与仿真

开展十字锥台零件单点增量成形实验,并测量了成形过程中的轴向成形力,研究轴向成形力变化规律。其次应用Abaqus有限元分析软件,分别选择不同的硬化准则和网格模型对零件外侧壁的成形进行仿真,结果显示,使用voce硬化准则和实体网格的局部有限元模型能够更准确的预测轴向成形力,在成形进入稳定后,仿真得到的轴向成形力与实验值的误差约为12.3%。基于此仿真模型研究了不同工具头半径,层间距和板厚对轴向成形力的影响,通过3参数3因素正交分析表明,板厚因素对成形力对轴向成形力影响最大。为了预测加工不同厚度板料时的轴向成形力,拟合得到板厚与轴向力的指数关系,具有较高的预测精度。     

螺旋扁管挤压成形设备设计及有限元分析

针对螺旋扁管模具挤压成形时管壁减薄、生产灵活性差及效率低等不足,设计了对轧辊同步扭转挤压成形设备。并采用DEFORM-3D软件,对挤压成形过程模拟,得到了截面变形过程应变分布及行程-轴向推力变化,对不同进给速度、摩擦系数和轧辊半径对推力影响进行模拟分析。研究结果表明,摩擦系数和进给速度增大时,轴向推力也随之变大,随着轧辊半径的增大轴向推力小幅减小。该设备的设计和成形理论研究,对实际设计、工艺参数选取具有一定的指导意义和实用价值。     

冷拉伸滚压塑性成形轧制力计算

应用ls-dyna对冷拉伸滚压成形过程进行数值模拟,得到冷拉伸滚压成形的变形力可分为径向进给力、切向滚压力和轴向拉伸力。研究表明,合理控制、匹配三者的大小有利于拉伸滚压成形,获得最佳的成形效果。分析、研究冷拉伸滚压成形的变形力能更好地掌握工件的变形情况,为合理设计工艺参数提供参考,为装备的动力选型提供依据。     

等静压支撑单点增量成形力的研究

在单点增量成形过程中,板料背面悬空不受任何支撑,仅依靠工具头和板料之间的挤压作用对板料进行无约束成形,易造成板料成形精度不高。本文提出了一种等静压支撑单点增量成形新技术,在成形过程中为板料提供有效支撑。以1060铝板为研究对象,分析等静压参数对成形力的影响规律。结果表明:静压支撑单点增量成形,水平方向的力F_x和F_y较传统的单点增量成形有一定的增加,但增加幅度不大,轴向力F_z变化比较大,随着静压的不断增加,轴向力不断增大。设计开发静压系统,通过实验验证,获得静压条件下成形力的变化规律,并验证了仿真的正确性。     

管材液压成形中的数值模拟方法

根据动力显式增量有限元方法和BT壳单元提出了液压胀形模拟算法.该算法充分考虑了管材胀形时的液体压力加载曲线、管材外壁与模具的润滑情况、轴向进给、径向进给等实际工艺条件对管材成形性的影响,能够预测零件成形过程中的开裂、起皱等缺陷,从而优化成形工艺参数,提高零件的成形工艺性.算法具有通用性,能够模拟轴线为直线、曲线以及带径向侧冲头的各种复杂管材的成形.将算法集成到FASTAMP软件中,通过模拟三台阶轴的液压胀形,并与实验数据比较,验证了算法的准确性与实用性.     

基于FEM的车桥本体内高压成形工艺研究

对汽车桥壳本体内高压成形工艺进行有限元模拟研究，基于弹塑性有限元法建立了数学模型并进行了动力显式有限元分析求解，对成形工艺进行分析，研究了内压和轴向进给等主要工艺参数对形成量的影响。     

变径管内高压成形有限元模拟

变径管是航空、汽车工业领域常用零件,用来输送压力油、冷却等。通过建立相应的内高压成形有限元模拟模型,用M SC.M arc有限元分析软件进行模拟分析,研究了变径管成形过程的基本变形特征、成形参数的影响规律。模拟分析得知适当地提高变形速率、减少减薄区变形持续时间有缓解该处过度减薄的作用,轴向进给应在减薄前进行补料,而不应在变形的同时补充所需金属。     

大模数直齿轮热轧成形仿真与实验

采用热轧工艺对大模数直齿轮的成形过程进行了研究。利用Solid Works和Deform-3D软件建立了大模数直齿轮热轧成形的热机耦合有限元模型,通过将工件转速转换为轧辊公转成功实现了齿轮的热轧成形过程。对模数5,齿数61直齿轮成形进行仿真,获得了金属位移流动规律、齿部折叠角、温度场分布及等效应变分布规律;通过设置追踪点,分析了齿形部位的金属流动规律;预测了径向轧制力变化规律,揭示了大模数直齿轮热轧成形机理。最后进行齿轮轧制实验,验证了大模数直齿轮热轧成形的可行性。     

金属板料单点增量成形的径向精度研究

金属板料单点增量成形件精度不足是制约该技术发展的一项重要因素,径向精度是成形件精度的重要组成部分。金属材料采用1060铝板,主要对单点增量成形过程中造成径向误差的原因进行分析,利用Abaqus有限元分析软件,建立单点增量成形有限元模型,分析工具头直径、层间距、进给速度、板料厚度、成形角度等工艺参数对径向误差值的影响,并通过实验验证有限元模拟的正确性。结果表明:径向误差值随着工具头直径、层间距、成形角度和板料厚度的增大而增加,进给速度对径向误差影响不显著。     

大角度锥台单道次渐进成形工艺的研究

以大角度锥台为研究对象,通过单道次渐进成形试验,分析了工具头半径、轴向进给量、进给速度和主轴转速等对用成形角表示的成形极限的影响;分析了板材厚度对板材减薄率的影响。试验结果表明,影响该类零件成形极限的主要因素依次是轴向进给量、进给速度、主轴转速和工具头半径。板料初始厚度越大,允许的变形区厚度减薄越大。     

多点分段成形中的几种成形方法

研究了柱面多点分段成形时板材易于产生的缺陷及产生原因，在分段成形后，试件能否与目标形状相吻合是衡量板成形效果的重要标准，基于板材的变形规律，通过成形实验探讨了有重叠区与无重叠区的成形方法，影响区形变协调成形方法和多道分段成形方法。     

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。     

防皱多点成形及其误差分析

防皱多点成形是一种在调形单元之间布置防皱单元,使防皱单元与调形单元交错排列,从而在成形区内对板料表面进行约束,无需压边圈就可以产生防皱效果的多点成形方法。以球形件为例,运用有限元法针对起皱问题比较防皱多点成形和多点模具成形的成形效果。分析防皱多点成形在采用不同工艺参数时的成形误差,并探讨防皱多点成形对成形较小尺寸件的成形质量。研究发现,防皱多点成形方法能够很好地抑制板料在成形过程中的起皱现象;防皱多点成形时的球形件边缘的成形误差大于其内部区域的成形误差,减小防皱单元压力能够减小成形误差,但同时也会相应降低防皱单元的防皱能力;防皱多点成形采用头部具有转动自由度的单元能够增大单元与板料的接触面积,降低其成形误差;当防皱多点成形采用具有转动自由度的单元,并保证板料边缘外侧多设置一排单元时,成形件具有较高的成形质量。     

Forming your wares

Delicate parts, expensive surfaces - these may be a problem for mechanical metal forming processes, but for eledroforming they are ideal Dr Alec Watson describes the process and presents some of the many applications.     

固体颗粒介质成形工艺变形模型研究

介绍了固体颗粒介质成形新工艺,即采用固体颗粒介质代替刚性凸模(或弹性体、液体)的作用对板料进行软模成形的工艺,并阐述了新工艺的优点。自行设计制造了板料成形试验模具与装置,通过成形试验成功试制出子午面为抛物线与锥形两种典型曲面类零件。对成形件外轮廓的测量分析可知,固体颗粒介质成形过程中,自由变形区的形状可用抛物线函数非常精确地表示。通过建立抛物线函数变形模型,推导出两种典型零件成形中压头压入行程与板料最大变形量的函数关系。通过对板材固体颗粒介质成形新工艺进行数值模拟,进一步验证了抛物线函数变形模型。     

小成形角曲面制件渐进成形方法

数控渐进成形是作为一种新兴的塑性加工技术,关于其成形性能的研究多为最大成形角的研究,很少有小成形角方面的探索。小成形角曲面样件由于成形角度小,成形刚度低,在利用渐进成形方法制造过程中极易产生回弹和鼓包等问题。通过对此类样件进行的正、负两种形式进行工艺改进,提出了针对此类零件成形缺陷的解决方案:负成形中产生的中心鼓包和边缘翘曲可分别采用平头工具头和退火处理得以解决,正成形中产生的边缘翘曲则可通过升降台设定预压量来解决。     

拉形辅助的数控渐进成形试验研究

解决了板材数控渐进成形的厚度减薄严重、加工时间长等缺陷,分析了数控渐进成形和拉形的主要特点,研究了基于数控渐进成形机床伺服托架的拉形辅助的数控渐进成形技术。设计了专用夹具在数控渐进成形机床上实现了一次装夹的混合成形。通过试验分析了两种成形方法对产品厚度及成形时间的影响,结果表明,此混合成形与单一的渐进成形相比,可以有效的减少零件的过度变薄及加工时间,可以突破渐进成形的成形极限角,成形出单一的渐进成形不容易成形的零件。     

高强钢板22MnB5热成形的一步逆成形有限元方法

在高强钢板热冲压产品及模具设计的早期,缺少一个仅仅根据产品的形状以及少量的模具信息就能快速评估出热冲压件可成形性的工具,能对后续的产品及模具设计起到指导作用。针对以上问题,提出并实现了高强钢板22MnB5热成形的一步逆成形有限元方法,用来快速评价高强钢板22MnB5在高温奥氏体状态下的可成形性。并以某汽车B柱的加强板为例进行计算,将其模拟结果与热冲压实验结果进行对比。结果表明:模拟结果与实验值基本一致,证实了高强钢板22MnB5热成形的一步逆成形有限元方法的有效性。     

圆锥形渐进成形制件成形精度研究

成形精度差是金属板料渐进成形工艺的重要缺陷。针对渐进成形精度评价问题,提出位移误差评价法,即通过确定测量方向上的变形位移来衡量其成形精度。利用误差位移法对一组圆锥形成形制件进行研究,提出渐进成形过程中金属板料回弹和成形工具系统刚度是影响成形制件精度的主要因素。且成形过程中制件成形角一定,回弹一定,成形角变化,回弹变化,回弹量与成形角呈非线性关系。在此基础上,提出提高制件成形精度的解决方案:增加成形工具系统刚度。试验证明补偿回弹和成形工具系统刚度不足引起的尺寸偏差,或者增加成形工具系统刚度,都可显著提高渐进成形制件精度。     

M形保持架的成形方法

M形保持架的成形方法有3种：(1)先滚压成形，然后冲窗孔。这种方法的优点是能够保证窗孔的倾斜度，但由于滚压成形的滚芯与冲孔使用的凹模吻合不好，在冲孔时经压料块施压，保持架容易产生严重变形，废品率高。(2)利用夹具夹腰的形式来成形。优点是成形后的保持架工艺尺寸比较稳定，废品率低，但胎具的加工很复杂，成形后退料速度低，而且也很危险，效率相当的低，不适用于批量生产。