成形参数对AZ31B镁合金板料渐进成形表面质量及温度的影响

介绍了镁合金摩擦生热渐进成形原理,并研究了在工具头行进速度为1000 mm·min^-1下,工具头主轴转速(1000~6000 r·min^-1)、轴向进给量(0. 5~3 mm)、成形角度、工具头半径、环境温度对厚度为2 mm的镁合金板料圆锥台零件成形性的影响。实验结果表明:随着主轴转速的增加,零件表面质量先升高后降低;零件表面质量随着轴向进给量的增加而降低;在成形极限角内,零件表面质量随着成形角度增加而提高;零件表面质量随着工具头半径增加先升高后降低;加工时环境温度对成形结果有影响。通过摩擦生热的方式对AZ31B镁合金板料加热,板料温度会随着主轴转速、轴向进给量和工具头半径递增而增加,成形角度对板料温度的影响不大。     

单点渐进成形时工艺参数对成形能力的影响

采用2A12铝合金作为试验材料,以成形极限角作为衡量工艺参数对板料单点渐进成形的成形能力影响的标准。试验中研究对成形能力影响的工艺参数有:工具头半径、加工步长、进给速度和主轴转速。采用正交试验法对板料在单点渐进成形中的成形极限进行研究。试验结果表明,对板料单点渐进成形的成形能力影响最大的因素是加工步长,其次是进给速度、主轴转速和工具头半径。     

工具转速对AZ31B镁合金圆锥盒摩擦热渐进成形板料温度及成形能力的影响

针对镁合金室温下成形性能差的缺点,为了提高其成形性能,采用不需要外部加热而依靠自身摩擦热进行的镁合金摩擦热渐进成形进行研究,介绍了镁合金圆锥盒摩擦热渐进成形的基本原理、工艺路径设计以及成形过程分析。制定了2 mm厚AZ31B镁合金板料成形锥角45°和高度60 mm的圆锥盒形件的工艺方案,选择工具旋转速度为0~6000 r·min~(-1)、进给速度为1000~2000 mm·min~(-1),设计成形工具的运动轨迹之后进行渐进成形工艺实验。实验结果表明,成形高度和进给速度等因素对成形性能的影响较小,而工具转速对成形性能影响较大,转速越高(0~6000 r·min~(-1))则板料与工具摩擦产生的温度就越高。当转速在0~1000 r·min~(-1)或≧1500 r·min~(-1)时,成形不能进行,转速在1000 r·min-1≤ω≤1500 r·min~(-1)时,成形可以顺利进行。因此可以通过控制工具转速所产生的摩擦热有效提高板料的成形性能。     

PC板材渐进成形性能实验研究

利用数控渐进成形机床对PC板料进行渐进成形实验,探究了成形工具头不同主轴转速和进给速度对PC板成形极限的影响。实验结果表明,当进给速度保持3000 mm·min~(-1)不变时,随着主轴转速的增大,板料渐进成形力不断减小,成形极限不断降低,零件表面质量也不断下降,并且当主轴转速达到1500 r·min~(-1)时,零件底部会出现表面褶皱缺陷;当主轴转速保持500 r·min~(-1)不变时,随着进给速度的增大,板料渐进成形力不断增大,成形极限不断降低,零件表面质量较好,底部未出现表面褶皱缺陷。     

铝合金板材两点对称式渐进成形破裂过程的工艺参数影响研究

为分析工艺参数对铝合金板材两点对称式渐进成形破裂过程的影响,以空洞损伤理论为基础,建立韧性破裂准则,并对准则进行实验验证。以韧性值为评价指标,从工具头直径、进给量、进给速度、板材厚度、成形角等影响因素出发,利用非线性有限元分析软件Marc开展模拟实验,重点分析在不同成形时期工艺参数对两点对称式渐进成形中铝合金板材破裂过程的影响规律。结果表明,成形角对铝合金板材韧性破裂值的影响最大,其次是板厚、工具头直径和进给量,进给速度对韧性破裂值的影响最小。     

AZ31B镁合金轴对称件单点无模温渐进成形新工艺规律

研究并掌握镁合金板材在不同工艺参数条件下的渐进成形规律对完善镁合金单点温渐进成形工艺有着重要的理论和实际应用价值。以变锥角圆台件为研究对象,以有限元软件ANSYS/LS-DYNA为工具,以成形件的等效应力、减薄率和板厚变化为研究指标,研究了不同工艺参数:成形温度、摩擦条件和工具头直径对AZ31B镁合金板材单点温渐进成形的影响。结果表明:在成形温度为250℃,静摩擦系数为0.2、动摩擦系数为0.1,工具头直径在10~12 mm范围内,AZ31B镁合金板材具有良好的单点渐进成形性能。     

AZ31B镁合金板料工具转动渐进成形不同润滑方式的比较

使用数控渐进成形机床,打破传统热渐进成形的外部热源加热方式,利用工具头转动时与板料之间产生的"绿色"摩擦热成形AZ31B镁合金板料。通过实验综合研究几种不同润滑剂对AZ31B镁合金板料的渐进成形能力及成形表面粗糙度的影响,结果表明:与石墨粉末、MoS2粉末、石墨喷剂和粘附型石墨相比,选用锂基高温润滑脂,镁合金板料有更好的渐进成形能力,成形角≥60°,且成形表面的粗糙度Ra值约为2.47μm。     

AZ31B镁合金无模单点温渐进成形回弹影响因素研究

以变锥角圆台件为研究对象,基于渐进成形机理并运用ANSYS/LS-DYNA有限元模拟软件,以成形件的等效应力和成形件中截面的回弹量为主要研究指标,研究了不同工艺参数对AZ31B镁合金板材无模单点温渐进成形回弹的影响,重点分析了成形温度、摩擦条件和工具头直径对AZ31B镁合金板材无模单点温渐进成形后工件回弹量的影响规律.研究结果表明:当成形温度为250℃,静摩擦系数为0.2、动摩擦系数为0.1,工具头直径在Φ10 ～ Φ12 mm范围时,最有利于对AZ31B镁合金板材无模单点温渐进成形后成形件回弹的控制.     

波动加工轨迹驱动的板料锤击渐进成形时间研究

为深入了解工艺参数对波动加工轨迹驱动的板料锤击渐进成形时间的影响规律,选择工具直径、工具进给速度、垂直层进给量、波长以及振幅等5个工艺参数为因素,以成形阶梯型锥杯时间为指标,进行正交实验,并对实验结果进行极差分析和方差分析。研究结果表明:垂直层进给量对成形时间有显著影响,而其他4个工艺参数的影响不显著;成形时间随工具垂直层进给量、工具进给速度、波长和工具直径的增加而减少,随振幅的增加而增加。研究结果为合理选择工艺参数、减少波动加工轨迹驱动的板料锤击渐进成形时间提供了理论依据。     

基于正交试验和BP神经网络的板材多点渐进成形工艺优化

针对金属板材渐进成形过程中易出现壁厚不均的问题,在多点渐进成形工艺的基础上,选定合理的工艺参数,建立有限元模型,设计正交试验方案,利用ANSYS/LS-DYNA对方锥台制件渐进成形过程进行数值模拟,并对正交试验结果进行极差分析、方差分析和BP神经网络优化。结果表明:在板材多点渐进成形中,进给量对目标制件成形区壁厚均匀性影响最大,其次是工具头半径,进给速度影响不明显;BP神经网络模型的预测结果与正交试验结果相比误差小于5%;1060铝合金板材在多点渐进成形过程中,当工具头半径为6 mm、进给量为0.25 mm、进给速度为30 mm·s-1时,可获得壁厚较均匀的目标制件。