板材多点分段成形工艺的数值模拟研

利用有限元法对板材多点分段成形工艺进行了多工步成形的模拟分析，对多点分段成形过程中金属流动规律及过渡区的变形特点进行了研究，就不同重叠区面积对成形结果的影响进行了对比，并模拟了采用变形协调区的多点分段成形过程。模拟结果表明板料中心曲率值偏低以及强制变形区和过渡区交界处的曲率突变是限制多点分段成形的主要因素。有重叠区的多点分段成形可减缓强制变形区与过渡区交界处的曲率突变现象，但未完全消除剧烈的塑性变形。采用变形协调多点分段成形方法可减缓曲率变化速率，避免局部剧烈塑性变形的发生，并且得到表面质量良好、变形均匀的制品，实现利用小设备成形大型件的目的。     

分段多点成形过程有限元数值模拟关键技术研究

分段多点成形是一种新的大型板材成形方法，对该成形过程进行数值模拟是预测成形缺陷、分析成形质量的有效手段。提出利用动力显式算法分析板料成形过程，利用静力隐式算法分析回弹过程，从而为分段多点成形过程的多工步数值模拟提供了一个可行的解决方案。对其中的一些关键技术的实现进行了研究，提出了相应的解决方法并通过实例证实了其有效性。     

辊弯成形力影响因素作用的机理分析

为研究成形力影响因素，根据定半径成形法建立了6道次辊弯成形的仿真模型。通过实验测量了不同板材每道次的成形力和同一板材变形后弯角区相同位置的硬度，分析了立边长度、加工硬化、板厚对成形力的影响。结果表明，成形力随板宽的增加有不显著的增大趋势；成形力与板厚的平方近似成正比；成形力与弯角区硬度呈现相同的变化规律。     

基于背板的双面数控渐进成形方法

为了解决双面数控渐进成形中板材件无支撑悬空区域存在变形的问题,提出一种背板辅助的双面数控渐进成形方法。该方法以背板对板材的支撑作用,抑制板材件非成形区的非理想变形,进而提高成形质量。研究了面向复杂板材件基于背板的双面数控渐进成形策略和对于一个给定待成形板材件标准模板库模型自动生成所需背板计算机辅助设计模型的算法。该算法根据板材件类型的不同,通过提取待成形板材件标准模板库模型的特征轮廓,采用顶点偏置方法生成出背板计算机辅助设计模型,并采用数值模拟和实际成形实验对所提背板辅助双面数控渐进成形方法进行了验证和评估。有限元分析和实验结果表明,双面数控渐进成形中背板的使用能够有效提高成形件的成形质量,具有可行性和可应用性。     

采用可移动凹模的板材液压成形技术

提出一种改进的板材液压成形新工艺,即采用可移动凹模,实现拉深与胀形的复合液压成形。在整个变形过程中,板材初始变形部分始终与可移动凹模接触,从而抑制已变形区进一步变形,使变形更加均匀,实现变形的顺序控制,板材成形极限得到提高。从试验和数值模拟两方面对可移动凹模板材液压成形技术进行了研究,分析各种工艺参数,如摩擦因数等对板材成形性的影响,并且分析了可移动凹模对板材成形极限的影响。     

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。     

基于STL模型的双面数控渐进成形干涉检查与修正

针对双面数控渐进成形中工具头与板材之间容易发生干涉的问题, 提出了基于STL模型的工具头与板材干涉检查与修正方法。对于主工具头，采用等距面生成无干涉的成形轨迹，以避免干涉；对于副工具头，将干涉类型分为工具头与板材非成形特征区的干涉和工具头与板材成形特征区的干涉两种类型，并通过判断副工具头刀位点与支撑面的位置关系来确定是否发生干涉。算法应用实例和成形实验结果表明，所提出的算法能够避免干涉，进而生成无干涉的工具头运动轨迹。     

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。     

多点成形压力机及成形工艺的最新进展

多点成形技术是金属板材三维曲面成形的新技术 ,与传统的整体模具板材成形工艺相比 ,多点成形压力机有许多优点 ,可以实现三维板类件既经济又快速的柔性成形。本文介绍了多点成形压力机系列规格参数、设备构成原理及其成形工艺。重点论述了几个现有的多点成形压力机的技术参数、调形方式的重大改进及多点成形技术应用领域的不断扩大。     

板壳类件的多点成形工艺

利用多点成形的柔性特点，能够实现分段成形、反复成形以及多道成形等传统成形方式无法实现的功能。讨论了多点成形的两种基本变形方式，对典型多点成形工艺进行了理论与实验研究，并给出了有关的实际应用结果。     

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。     

JW-CAD特征造型系统

从CAD／CAP／CAM集成角度出发，详细阐述了JW－CAD特征造型系统的设计思想，描述了JW－CAD的总体结构。该系统以STEP标准作为零件信息表达，利用Pro/Toolkit开发工具进行二次开发，完成特征造型、特征识别与信息匹配，最终实现了CAD／CAPP／CAM集成。     

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。