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。     

多点模具拉形中回弹的数值分析

采用多点模具拉形时,由于弹性垫的使用,拉形后成形件的回弹量与使用整体模拉形时有所不同.应用ABAQUS软件研究分析了预拉量及板料厚度对成形件回弹的影响,对预拉量为0.5%、0.75%、1%及板料厚度为1mm、1.5mm、2mm的拉形过程进行数值模拟.结果表明,在一定范围内,预拉量增大,拉形件的回弹量减小;板料的厚度增大,拉形件的回弹量减小.     

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。     

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。     

飞机蒙皮多点拉形装置的开发及应用

介绍了飞机蒙皮件多点拉形技术的特点、CAD/CAM专用软件以及调形技术.开发了多点拉形装置,通过实际蒙皮件的拉形工艺试验验证了多点拉形技术的可行性.     

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。     

盒形件多点成形拉裂缺陷分析

从材质、板厚、下压边圈的圆角半径大小、拉深系数、压边力大小以及有无润滑条件等方面入手，分析了盒形件多点成形拉裂缺陷，并作了相关的实验验证。     

复合垫层在多点模蒙皮拉形中的应用

采用柔性垫层是抑制和消除多点模拉形过程中零件表面缺陷的重要措施。文章设计和制造了3种具有不同增强结构的新型柔性垫层,使用这些新型垫层进行了实际蒙皮拉形实验,并在拉形过程中使用三维非接触光学测量方法进行了零件型面数据的在线测量。实验结果表明,各种复合结构垫层仅以较小的厚度即可有效地抑制各种零件型面缺陷的产生,并且各种复合垫层在成形时的厚向变形均匀度均优于单纯橡胶垫层,其中,以离散钢板条为增强结构的复合垫层效果最佳。     

盒形件多点成形拉裂缺陷分析

从材质、板厚、下压边圈的圆角半径大小、拉深系数、压边力大小以及有无润滑条件等方面入手,分析了盒形件多点成形拉裂缺陷,并作了相关的实验验证。     

基于快速测量的曲面多点成形精度控制

在板类件多点成形中,由于板料回弹、工件定位等因素,成形后的工件曲面与目标模型之间存在误差。文章通过激光快速扫描测量获得成形后工件的三维形状点云数据,经平滑去噪后,用对异常点不敏感的鲁棒最小二乘法进行B样条曲面拟合。将重构的曲面与目标模型配准计算后将曲面误差反馈到多点CAD系统,根据该误差进行回弹补偿、闭环修正工件曲面误差,并给出应用实例。结果表明,基于快速测量的曲面多点成形精度控制技术充分利用了多点成形的快速性的特点,通过三维空间形状反馈,来提高多点成形的精度。     

多点压机成形与多道次多点模具成形的数值模拟研究

变形路径对于板材的成形质量有着重要的影响。多点压机成形和多道次多点模具成形充分利用多点成形的柔性特点,实现了对板材变形路径的控制。文章通过有限元数值模拟研究了这两种成形方式各自的特点和规律,并进行了比较。结果表明,多点压机成形和多道次多点模具成形,都能够优化板材变形路径,使变形均匀,有效地抑制起皱,提高板材变形能力。在同样条件下,多点压机方式好于多道次成形,但当多道次成形道次逐渐增多时,成形质量接近于多点压机成形。多点压机成形是理想化的成形方式,但设备造价昂贵,多道次多点模具成形可以近似实现多点压机成形效果。     

200kN快速调形多点成形压力机的研制

本文重点介绍了200kN快速调形多点成形压力机的多点成形原理、快速调形原理、液压工作原理及性能参数。与机械手调形多点成形压力机相比,快速调形多点成形压力机的特点是:所有基本体同时调形,使总调形时间大大缩短,因而使多点成形压力机工作效率明显提高。     

快速调形多点成形设备控制系统的研制

调形是板材多点成形的核心技术之一。本文提出的基于并行调形方式的快速调形技术,即每个基本体设有独立的调整机构及控制单元,调形时所有基本体同时工作,以加快板材多点成形设备的调形速度。文中探讨了控制单元的结构及工作原理,给出了控制系统软件流程。并行调形方式与串行调形方式的应用对比表明,并行调形方式能显著提高调形效率。     

多道次多点成形过程的数值模拟研究

通过有限元数值模拟方法,分析多道成形工艺以及板材厚度对多道次成形的变形路径的影响。结果表明,多道次成形可以提高板材成形能力,抑制起皱等成形缺陷的产生;另外,成形同一工件时,随着板材厚度的增加,多道次成形所需的道次数减少。     

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。     

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。