管壁异形渐进翻孔及其变形特征分析

结合数值模拟和物理实验,实现了圆管、方管管坯上不同孔形、不同翻孔方向的管壁异形渐进翻孔成形。通过模拟验证了圆管管壁异形渐进翻孔成形过程的受力情况与方管翻孔时不同,各个部分的成形力大小大致相同;在方管中有:圆弧端成形力>过渡端成形力>直壁端成形力的关系。研究发现,破裂、金属堆积、划痕严重、底端凸起等是渐进翻孔可能出现的缺陷类型;通过减小进给量、优化轨迹、增加预翻量、增加润滑等措施,可以控制相关缺陷的产生。此外,由于变形方式的不同,方管管壁异形渐进翻孔的成形力大于圆管翻孔的成形力。圆管管壁异形渐进翻孔的厚度分布没有方管翻孔的厚度分布均匀,但厚度分布规律均是沿着翻孔高度的增加而逐渐降低。     

6061铝合金板料圆孔翻边渐进成形

采用普通渐进成形技术研究6061铝合金圆孔的翻边性能,探究了不同预制孔直径、不同成形路径的多道次渐进成形对6061铝合金翻边高度和壁厚分布的影响规律,探讨了获取6061铝合金的极限翻边件的方法。实验结果表明:单道次渐进成形板料的成形性能较差,且中部存在减薄带,但翻边系数仍高于普通渐进成形;通过合理设计多道次渐进成形可优化成形性能。3种方案中,变高度渐近成形翻边路径相比变角度渐近成形和单道次渐近成形的翻边路径,可获得尺寸较大的制件;变角度渐近成形翻边路径相比于其他两种路径,可避免壁厚过度减薄,从而获得壁厚相对均匀的制件;3道次渐近成形相比于2道次和单道次渐近成形,所获得的翻边件的质量更好。     

1060铝板两道次渐进成形外缘翻边路径优化

运用数值模拟与实体实验相结合的研究方法，设计并优化出一种两道次渐进成形外缘翻边路径，相较于单道次成形，该路径适用的加工范围更广。研究结果表明，使用圆弧直线两道次渐进成形外缘翻边路径，可以加工单道次无法成形的毛坯直径较大的翻边制件，提升制件的壁厚分布状态，在将第1道次的加工直径设置为d_m+(D-d_m)/4时制件的成形质量最好。根据有限元模拟实验，分析制件的壁厚分布曲线和平均壁厚值，拟合出扩孔两道次渐进成形圆孔翻边高度的表达式，并通过实体实验验证，实现了对两道次渐进成形外缘翻边高度的预测。     

单直缝焊接圆管成形制造工艺改进

PFP逐步折弯成形法采用冷加工折弯方式成形直缝焊接圆管,免去了热加工锻造法中将钢板毛坯加热、锻后正火处理等热处理工序,应用固定的上模和可调节宽度的下模,减少了开模数量,扩大了加工范围。根据圆管内径、壁厚、中性层弯曲半径确定圆管展开毛坯钢板尺寸。由于圆上各处曲率相等,可以确定每次成形圆弧的弧长及圆弧对应的圆心角等要素,利用CAD制图分割整圆,在毛坯钢板上划线标识折弯成形次数及折弯工艺顺序,钢板在折弯机上逐步折弯成形,最终获得了合格的单直缝焊接圆管。     

1060铝板渐进成形外缘翻边壁厚分布与翻边高度的模拟研究

基于DYNAFORM软件,对1060铝板单道次渐进成形外缘翻边进行模拟研究。探究对于一定厚度的金属板料在渐进成形外缘翻边直径为d_m时,不同毛坯直径D对成形结果的影响。结果表明:对于翻边直径d_m一定的外缘翻边制件,随着毛坯直径D的增大,制件壁厚的分布状态依次呈现线性增厚、曲线增厚和中部减薄3种特征,当壁厚出现中部减薄时,制件的成形质量大大降低,无法满足使用需求,将成形时不出现中部减薄的最大毛坯直径称为该尺寸下的临界翻边直径d_(m临界)。同时,对于渐进成形外缘翻边高度的研究表明,翻边高度与毛坯直径的关系可以近似采用二次多项式来表达。     

轴对称带孔板坯拉深-翻孔复合成形的仿真与实验

随着带孔板坯外径和预冲孔径的不同,筒形件的成形方式和变形性质也将有所不同,可能出现简单拉深、拉深-翻孔、翻孔-拉深、简单翻孔等多种复杂情况。为进一步了解坯料形状、尺寸与成形方式之间的关系,掌握其变化规律,实现对复合成形工艺的有效控制,以变形力学为基础对带孔板坯拉深-翻孔复合成形进行理论分析和实验,并采用DYNAFORM软件对不同孔径板料的成形过程进行仿真模拟。结果表明,仿真分析与工艺实验结果吻合。     

圆管大直径外翻边孔加工工艺设计与翻边力计算

针对现有圆管翻边工艺无法加工与圆管直径接近的外翻边孔的缺陷,提出了一种新的加工工艺方法。考虑新工艺的变形特点、加工硬化特性以及变形区的材料厚度的变化情况,推导出针对圆管翻边的翻边力计算公式。Abaqus仿真数据表明：相对于板材翻边力计算公式,本文的翻边力计算公式更加精确。     

曲面翻边类零件的成形工艺模拟与分析

曲面翻边是板料成形工艺中一种重要的成形方法,但在实际生产中,曲面翻边极易产生破裂、回弹、起皱等缺陷,严重影响产品的美观性和精确度.为了预测和控制此缺陷,对曲面翻边的3种成形工艺进行了分析,并给出了3种成形工艺中,翻边高度、直边长度和底面圆弧半径3个参数的不同数值所对应的应变图及应变曲线图.利用这些结果对3种成形工艺进行了比较,从而为零件的设计和实际生产提供参考,以避免加工的零件产生缺陷.     

1060铝板单道次渐进成形圆孔翻边临界翻边参数的数值模拟研究

利用DYNAFORM软件构建有限元模型,对1060铝板单道次渐进成形圆孔翻边进行了研究,分析了预制孔径大小对壁厚分布规律的影响。结果表明:预制孔径过小会导致翻边出现中部减薄区;增大预制孔径,壁厚呈线性变化区和均匀分布区,中部减薄现象消除;预制孔径较大时,翻边壁厚线性分布。探究了在5种板料厚度下,不同翻边孔径对应的临界预制孔径,以及临界预制孔径对应的翻边高度,并将翻边孔径和临界预制孔径以及临界预制孔径和翻边高度之间的关系拟合成参数化方程。发现增加板料厚度,临界预制孔径减小,翻边件的成形极限增大。     

筒形件挤压翻边的数值模拟

利用有限元分析软件DEFORM-3D,对筒形件内孔挤压翻边成形过程进行了数值模拟,得出了挤压翻边成形过程中的行程载荷曲线、板料厚度以及翻边高度随挤压行程变化的规律。分析了挤压翻边与传统翻边应力状态的不同之处,以及翻边凸模的冲头曲率半径对翻边效果的影响。     

6063-O铝合金Y型形管接头电磁成形EI北大核心CSCD

基于逆向识别结合平板电磁翻边实验建立6063-O铝合金的Johnson-Cook本构和失效判据,对比分析Y型管分离工序电磁翻边与电磁冲孔翻边复合成形两种方式下的电磁力分布、成形过程及变形特征,表明复合成形能成形出更高的支管并提高成形效率,更为有效地改善壁厚周向分布。在此基础上,进行电磁冲孔翻边复合成形实验,获得成形质量良好的Y型接头,探讨放电电压及管坯厚度对支管成形高度、端部壁厚以及贴模间隙的影响,分析成形支管轴向壁厚分布特征与典型缺陷。     

金属薄板直壁件数字化渐进成形过程的实验研究

金属薄板直壁件的成形是数字化渐进成形技术中的热点和难点之一。本文基于数字化渐进成形的基本原理提出了一种加工金属直壁件的方法,在实验中研究金属薄板直壁件的成形过程,了解直壁成形机理和控制成形过程的工艺措施。     

渐进成形圆柱孔翻边的有限元和实验分析（英文）

研究单点渐进成形中坯料预切孔尺寸对圆柱孔翻边的可成形性的影响。翻边制造从45°到90°分为4个阶段,采用铝作为实验材料。孔尺寸对圆柱翻边的应力/应变分布有显著影响。随着孔尺寸的增大周向应变增大,翻边的壁厚增厚。同样地,随着孔尺寸的增大von Mises应力降低。而且,孔尺寸存在一个临界值(80 mm),当低于这个值时会产生严重的应力,从而导致板材断裂,圆柱翻边成形失败。随着孔尺寸的减小,且大于临界尺寸时,可成形性降低。结果表明,孔的临界尺寸为80 mm能使铝板在渐进孔成形中的可成形性能最大化。     

板料厚度对1060铝板渐进成形外缘翻边变形的影响

为了研究不同板料厚度的1060铝板在单道次渐进成形外缘翻边过程中的成形规律，基于DYNAFORM有限元分析平台建立了1060铝板数控渐进成形外缘翻边模型，通过数值模拟与实验相结合的研究方法对加工过程进行了分析，研究了5种板料厚度下不同翻边直径所对应的临界翻边直径和翻边高度，结果表明：在一定范围内，成形性能随着板料厚度的增大越来越好，越不容易出现褶皱等成形缺陷。对于特定厚度的1060铝板，其外缘临界翻边直径d_m临界与翻边直径d_m的数值近似呈线性变化，可将其拟合为参数方程。最后通过实验验证证明了模拟结果的准确性与可信性。     

圆管内翻边成形的数值模拟及参数优化

以摩托车减震器一翻边成形部件为研究对象,建立圆管内翻边的有限元模型,利用数值模拟方法,分析翻边过程中应力、应变和冲击力的变化。该部件在翻边过后,圆管端缘存在由于变形堆积而起皱的缺陷,针对该缺陷选取圆管不同的结构参数以及凸模的外形,建立不同工况下的有限元模型并对比分析翻边结果。结果表明,当圆管壁厚减小值d取0. 25 mm、凸模角度θ为75°时,翻边后的圆管端缘起皱情况得到较好改善,凸模冲击力降低。最后,根据参数化分析结果确定凸模上移余量在0~0. 03 mm范围内时,损耗比可控制在5%以下。     

有支撑渐进成形直壁筒形件圆弧路径研究

基于ANSYS/LS-DYNA平台对两种垂直壁圆筒件有支撑板料渐进成形过程的成形路径(圆弧平移和圆弧逼近)下的节点流动和厚度分布进行了研究,并通过实验对厚度分布情况进行了验证。结果表明,与圆弧平移路径相比,圆弧逼近成形路径节点流向直壁部分比较多;而且最小厚度集中在圆角部分,能够获得比较理想的制件。     

小孔翻边及其模具结构

<正> 对薄板材料上的孔进行翻边,是冲压加工所特有的一种加工手段。翻边前预孔的直径D。与翻边后平均直径D_2之比是翻孔工艺计算中最基本的参数,一般叫做翻孔系数(见图1)。进行工艺参数的计算时,一般都是从制件所要求的D_1及h出发,反算出预     

单道次渐进成形圆孔翻边的数值模拟

基于DYNAFORM软件分析平台构建有限元模型,对单道次渐进成形和冲压圆孔翻边过程进行数值模拟,对比分析两者成形力、应变和厚度的变化与分布及成形极限图;研究了成形轨迹等高线轨迹和螺旋线轨迹、螺旋线升角和成形工具直径等工艺参数对成形过程的影响。结果表明,渐进成形翻边过程的成形性较好,其变形特点不同于冲压翻边。采用螺旋线轨迹,选择合理的升角和成形工具直径可提高成形能力和成形质量。     

后法兰盘翻孔翻边复合成形工艺研究

研究了汽车消声器后法兰盘内孔翻孔和外缘翻边采用复合模成形时的质量问题，首先利用Dynaform有限元软件分析各单一工艺参数对成形质量的影响，确定主要的影响因素，然后针对各主要因素进行正交试验设计，采用极差法分析各因素的影响顺序和显著性，以最小壁厚取值最大、内孔翻孔高度和外缘翻边高度分别满足(15.2±0.5)mm和14.2_-1.0^+0.5 mm要求选取最优工艺参数组合。最终将选取最优工艺参数组合进行试模，获得的法兰盘最小壁厚为2.187 mm，内孔翻边高度为14.9 mm，外缘成形高度为13.8 mm，零件成形质量良好，没有出现开裂与起皱。应用基于正交试验设计方法预测和控制成形质量，减少了试模次数，降低了生产成本，为此类零件的研究提供了参考。     

大型简体翻孔工艺及参数优化的数值模拟

采用DEFORM3D软件对径向尺寸和壁厚分别为4390mm和390mm的大型厚壁筒体翻孔工艺进行了模拟研究。研究表明，该翻孔成形具有弯曲与扩孔的复合变形特点，并通过对5种不同预加工孔径及3种不同孔型下翻孔过程的模拟分析，得出优化的孔径尺寸及孔型为平均直径Ф40mm的反锥型孔。上述结果为该工艺的工程应用奠定了科学基础。