多点拉形中回弹的影响因素研究

多点拉形是成形飞机蒙皮件的一种新技术。整体模具被离散的多点模具代替,在多点模具和板料之间放置弹性垫用来抑制压痕。在卸载之后,不仅有板料自身的恢复变形,还有弹性垫恢复到原来的形状的影响,这使得多点拉形比传统拉形的回弹更加复杂。文章对多点拉形成形蒙皮类零件的成形和回弹过程进行了数值模拟,分析了拉伸量、板厚、材料、摩擦系数等因素对回弹和成形精度的影响。结果表明,拉伸量越小,回弹量越大;板料越薄,回弹量越大;板料的弹性模量越大,回弹量越小,对成形件的形状影响越大;摩擦系数越大,回弹量越大。比较了在相同的成形条件下柱面件、马鞍面件、环面件回弹的大小,结果表明,回弹对单曲度成形件的影响比双曲度的大。     

多点拉形中回弹的数值模拟

对多点拉形成形蒙皮类零件的成形和回弹过程进行了数值模拟。分析了弹性垫厚度及曲率对回弹和成形精度的影响。结果表明,弹性垫厚度越大,回弹量越大,形状误差也越大;圆柱面件曲率半径越小,回弹量越大,形状误差增加值越大;环面件的曲率半径越大,回弹量越大,对成形件形状误差影响越大;回弹对单曲度成形件的影响比双曲度的成形件的影响要大。     

蒙皮件可变型面模具柔性拉形工艺的研究

针对传统飞机蒙皮件实体模具拉形工艺费用高的问题,提出一种采用可变型面模具进行蒙皮件柔性拉形的先进方法。介绍了可变型面模具的结构组成,阐述了3种模具调形方式的工作原理与特点,以球形件为研究对象,研究了不同的模具离散模式和基本体冲头尺寸对拉形件局部变形和形状误差的影响规律。研究表明:弹性垫的厚度是基本体冲头方体边长的1.25倍时,既能有效地抑制工件的局部变形,又能保证工件的成形精度;对于厚1 mm、曲率半径为1 500 mm球形件,成形精度要求为0.5 mm以下,选择基本体离散排布矩阵为32×40满足生产要求。     

型材三维拉弯成形数值模拟及回弹特性研究

轻量化薄壁三维弯曲结构件广泛应用于大型高端装备制造业当中,然而,受材料性能及复杂目标零件形状的约束,三维弯曲成形件的回弹问题尤为突出。为此,通过对柔性多点三维拉弯成形工艺原理的抽象与合理简化,建立了矩形截面型材的成形过程及回弹变形的有限元仿真模型,基于开发的柔性多点成形装备,利用实验验证了上述模型的有效性。随后,对不同截面形状(矩形、T形、L形)铝型材开展回弹特性研究。回弹预测水平和垂直方向最大绝对误差为0.52和0.36 mm,最大相对误差为14.77%,仿真结果与实验结果基本吻合,且回弹变形的变化趋势一致。在相同材料和调形参数条件下,矩形、T形、L形截面成形件轮廓度误差分别为1.72%,0.84%,0.62%,依次递减,而失去对称几何结构的截面型材截面变形程度依次递增。以上研究成果为实现任意截面形状三维拉弯制件的精确成形奠定了基础。     

蒙皮件多点拉形过程中成形缺陷的数值模拟

多点拉形是一种将柔性制造技术和计算机技术结合为一体的先进制造技术。文章基于动力显式有限元算法,从板厚、材质、变形程度和塑性指数等工艺参数入手,对球形和鞍形件的多点拉形过程进行数值模拟。研究表明,正确的选择工艺参数可以减轻或消除压痕缺陷。同时利用显-隐式算法,分析了板材厚度和成形件目标曲率半径对回弹的影响,得到了回弹的趋势和分布规律,即回弹量与板材厚度成反比,与成形件的曲率半径成正比。研究结果对蒙皮件多点拉形技术的实际应用具有一定的参考价值。     

铝合金型材多点拉弯成形的数值模拟

多点成形技术的核心是实体模具被离散的多点模具代替,实现了柔性成形。铝合金型材的拉弯成形中,可以用多点模具代替实体模具,实现了一套模具成形多种零件的可能,节省大量的费用和时间。本文提出了多点拉弯成形的构想,比较了多点模具和实体模具成形铝合金型材的成形效果,结果表明,多点模具可以用于型材的拉弯成形;并分析了多点拉弯成形过程中产生压痕缺陷的原因,提出通过弹性垫技术消除压痕的方法;对比了多点拉弯件的轮廓曲线和目标轮廓曲线,验证了多点拉弯成形技术的成形精度。     

薄板件多点成形与模具成形时起皱现象的对比分析

起皱是传统冲压成形和多点成形时共有的现象,尤其在无压边成形方式下很容易发生。文章采用有限元数值模拟手段,针对两种多点成形工艺和整体模具成形过程中产生的起皱现象进行了探讨,分析了无压边成形过程中不同的成形工艺对球形件起皱的影响。文章用显式动力学算法进行了数值模拟,结果表明,采用多点模具成形工艺成形1mm厚度的板料时,曲率半径为200mm的成形件起皱明显;但在相同条件下,用多点压机成形工艺的成形件结果良好,甚至成形厚度为0.5mm,曲率半径为150mm的球形件也没有起皱;而在这两种条件下,整体模具成形都有微小的起皱发生。也就是说,多点压机成形方式比多点模具成形方式以及整体模具成形方式效果更好,缺陷少,能够得到更大的变形量。     

动车组司机室外板多点拉形工艺研究

介绍了高速动车组铝合金车体司机室外板拉伸成形新工艺,研究了拉形设备和多点模具相结合的多点拉形技术.对典型零件多点拉形成形过程进行了数值模拟研究,并进行了工艺试验.结果表明,多点拉形技术能够解决新型结构司机室铝合金外板的成形问题,实现外板工件的柔性、数字化制造,解决新型结构司机室的国产化问题.     

镁合金筒形件正反向快速气压胀形实验研究

采用两种不同轮廓的反向预成形模具以1.5mm厚的AZ31轧制镁合金板材为坯料进行了筒形件的快速气压胀形实验,结果表明预成形模具型腔轮廓曲率半径过小(r=5)时,反向胀形时间可达到120s。当反向胀形变形量较大时,在较高的气压下成形预成形件内表面会产生一些垂直于板料轧制方向的拉裂痕。筒形件单向和正反向气压胀形实验结果表明,在400℃温度下胀形300s可以成形出高径比(高度/直径)为0.37的完好筒形件,筒形件壁厚介于0.44和1.40mm之间,最薄处位于底部拐角处。     

铝型材拉弯成形工艺稳健性优化

以截面为L形状的铝型材为对象,以拉弯件曲率半径为质量目标,基于数值仿真技术和稳健优化技术获取铝型材拉弯成形的优化工艺参数。借助数值仿真技术,采用试验设计方法查明了铝型材拉弯过程关键工艺参数,并且运用随机仿真方法完成了铝型材拉弯成形的最优工艺求解。研究结果表明:影响铝型材拉弯件曲率半径的敏感因素依次为补拉量、预拉量、摩擦条件;所建立的反映关键材料、工艺参数与拉弯件曲率半径之间的响应面方程具有较高的精度;在材料参数和摩擦条件为随机波动的前提下,通过工艺稳健优化方法获得了型材拉弯件可控工艺参数最优解。     

Numerical simulation for the multi-point stretch forming process of sheet metal

Multi-point stretch forming (MPSF) is a flexible manufacturing technique to form large sheet panels of mild curvature. The traditional fixed shape-stretching die is replaced by a matrix of punch elements, and the sheet metal are stretch-formed over the multi-point stretching die (MPSD) generated by the punch element matrix. In this paper, extensive numerical simulations of the processes for stretching parabolic cylinder, toroidal saddle and sphere parts were carried out by dynamic explicit finite element analysis. The forming results using multi-point die were compared with those of using traditional die. The use of an elastic cushion to suppress dimpling of the part caused by the discrete punch elements was investigated along with a discussion of its influence on part shape accuracy. The effect of the size of punch element and the shape of MPSD on the shape accuracy of formed parts were analyzed. The results may provide useful guidance on determining MPSF parameters and optimizing MPSF manufacture processes.     

多点技术在飞机板类部件制造中的应用

多点技术是一种机电一体化的柔性制造技术,其核心是高度由计算机控制的基本体单元。多个基本体单元紧密排列在一起,构成型面可变的多点模具,用于板类零件成形。由于多点模具型面可由计算机任意调整,可代替传统模具用于不同形状的飞机板类部件的对压成形、蒙皮拉形等。基本体单元按照一定距离排列在一起,构成多点柔性工装,不仅可用于飞机大型板类零件成形后的测量、切割等操作的支撑与定位,还可用于飞机部件的柔性装配过程。应用多点技术,可以实现飞机板类部件生产过程的数字化。     

多点成形技术及其发展

多点成形技术是板材柔性成形的方式之一,可以快速、低成本、高质量的成形,提高经济效益。本文主要介绍多点模具及多点压机两种成形方式,板料多点成形方法的技术特点、成形工艺的研究现状、成形设备的开发现状以及成形技术的应用情况。通过分析多点成形的优缺点,探讨其发展趋势。     

马鞍形板材件多点“三明治”成形实验研究

多点“三明治”成形是一种针对小批量多曲率板材工件制造而提出的新成形方法。用该方法成形时,上模采用聚氨酯模具,下模为型面可调节的多点模具。为了使多点模具型面连续化和消除工件表面的压痕,在成形过程中使用了金属护板和弹性垫板。由于工件板材两侧都和聚氨酯相接触,因此成形后工件的表面质量好。为了研究采用多点“三明治”成形复杂三维曲面工件的成形过程以及成形可能会出现的表面缺陷,文章选用马鞍面作为目标形面进行了实验研究,提出了用于提高工件的贴模程度,通过改变上模形状的分步成形方法,并得到了Q235B板材厚度和可成形马鞍形工件深度之间的关系曲线。     

多点成形技术的发展和应用

多点成形技术是柔性成形技术的一种,便于实现准确的数字加工,因此在各行业尤其是造船业意义重大。根据已有技术和最新技术进展详细介绍了多点成形技术的组成,基本体群的形状排列,加工缺陷和对策,串行并行液压3种调形方式和加载系统,闭环、分段和多点与渐进结合的成形方式,以及多点成形技术的发展动态,目前存在的问题和建议。