基于数值模拟的板材渐进成形过程研究

以圆锥台为例,运用ABAQUS/Explicit建立弹塑性有限元模型,研究了半顶角(α)、工具头直径(D)和下压量(△Z)对零件壁厚和成形质量的影响.结果表明,半顶角对制件厚度变化起主导作用,其值越小,厚度减薄越严重;大工具头直径和小下压量有利于获得厚度分布均匀的制件.     

基于数值模拟和神经网络的圆台件渐进成形回弹量预测研究

以圆台件为研究对象,运用DYNAFORM对板材渐进成形加工过程和回弹过程进行了数值模拟,并结合正交实验设计方法,对渐进成形回弹影响因素的敏感性进行了深入分析;同时,分别建立了回弹量的线性回归预测模型和BP神经网络预测模型。结果表明,各因素对回弹量的敏感程度由高到低按顺序依次为成形半顶角、加工高度、工具头直径和层进给量;BP神经网络模型可有效逼近工艺参数与回弹量间的非线性关系,预测精度相对误差2%以内。     

方锥形盒数控单点渐进成形工艺及表面质量研究

针对钛合金强度高、冲压成形难度大的问题,以某热电器件方锥形外壳为研究对象,基于ANSYS/LS-DYNA模拟分析平台对单点渐进成形过程进行有限元分析,探讨渐进成形工艺下钛合金的塑性变形规律及特征,并针对层下压量、工具头直径、板料厚度3个因素进行正交试验分析。研究结果表明:各因素对板料减薄率和最大表面压力的影响趋势基本一致,影响最大的因素是工具头直径,其次是板料厚度、层下压量。实际生产中,可以适当增加层压下量以提高生产效率,由正交试验分析得到最佳工艺参数:工具头直径为φ14 mm,板料厚度为0.5 mm,层压下量为1 mm。     

正十二边形锥件单点渐进成形工艺参数研究

影响正十二边形锥件多道次单点渐进成形壁厚均匀度的因素有很多,其中工艺参数的影响较显著。在确定冷却润滑方式的基础上,采用数值模拟与物理试验相结合的方法,对下压量、工具头直径、进给量等因素对成形制件壁厚均匀度的影响进行分析,得出了各影响因素对正十二边形锥件壁厚均匀度的影响大小依次为:工具头直径、进给量、下压量。通过试验验证了正交试验所得最优工艺参与数值模拟结果的一致性。     

板材数控渐进成形过程数值分析与实验研究

针对渐进成形工艺中板材厚度减薄的问题,以典型锥形件为例,运用ABAQUS建立的弹塑性有限元模型,研究了半顶角(α)、工具头直径(D)和层间距(△Z)等工艺参数对零件渐进成形的影响.结果表明,半顶角是影响板材成形性能的重要因素,半顶角越大,制件最小壁厚越大,板材变形越均匀;小的层间距和大的成形头直径有利于获得应变分布均匀和表面质量较好的制件;工具头直径减小、层间距减小和半顶角较小,都可以获得较小的轴向成形力.经实验验证,数值模拟结果基本与实际吻合.     

多道次单点渐进成形工艺参数优化研究

使用数值模拟方法和实验手段对下压量、工具头直径、摩擦系数、进给量等因素对多道次单点渐进成形零件厚度均匀性的影响进行研究。结果表明,影响成形零件厚度均匀性因素的大小依次为:工具头直径、进给量、摩擦系数和下压量。工具头直径对成形零件厚度均匀性影响最为明显,工具头直径越大,成形零件厚度均匀性越好;合适的摩擦系数和进给量能够加工出厚度较为均匀的零件;下压量对成形零件厚度均匀性影响不大。     

基于数值模拟的方锥件侧壁和底部回弹分析

针对AZ31B镁合金材料的方锥件的侧壁和底部回弹问题,利用Abaqus有限元软件,采用单因素实验法,研究了成形角、成形温度、下压量和板料底面面积这4种因素,对成形件的侧壁和底部回弹量的影响。结果表明:如果下压量越大、成形角越大,那么成形件侧壁回弹量越大;成形件底面积越大,成形件底部回弹量越大;如果成形温度越高,那么成形件侧壁的回弹量越小,反之亦然。成形件侧壁最大回弹量均发生在成形深度约为14～18 mm的位置,也就是成形深度中间偏下的位置,其回弹值在1.2～2.1 mm之间;成形件底部的最大回弹量出现在板料中心,其回弹值在0.6～1.1 mm之间。     

多道次单点渐进成形工艺参数优化研究

使用数值模拟方法和实验手段对下压量、工具头直径、摩擦系数、进给量等因素对多道次单点渐进成形零件厚度均匀性的影响进行研究。结果表明,影响成形零件厚度均匀性因素的大小依次为:工具头直径、进给量、摩擦系数和下压量。工具头直径对成形零件厚度均匀性影响最为明显,工具头直径越大,成形零件厚度均匀性越好;合适的摩擦系数和进给量能够加工出厚度较为均匀的零件;下压量对成形零件厚度均匀性影响不大。     

工艺参数和支撑方式对镁合金方锥件单点渐进成形负回弹和壁厚的影响

研究了AZ31B镁合金方锥件的侧壁负回弹问题和成形件壁厚问题。针对侧壁负回弹部分设计了4因素3水平正交实验,通过机床实验研究了成形角、成形温度、下压量和成形高度对成形件侧壁负回弹量的影响程度,并通过数值模拟进行验证。结果表明,对方锥件侧壁负回弹量的影响程度从高到低分别为:成形角、下压量、成形温度、成形高度。仿真结果和机床实验结果均表明负回弹段是影响成形件回弹的重要部分。仿真结果还表明:不同的支撑方式对成形件的壁厚分布有重要影响,下压板伸出方式下的侧壁壁厚比下压板未伸出方式下的壁厚被减薄的更加均匀,壁厚极差较小;下压板伸出方式可有效减小负回弹段的回弹值。     

基于正交试验的加工参数对成形精度的影响

单点渐进成形是一种全新的板料塑性成形技术,它具有成形周期短的优点,同时还能够降低成本和新产品开发的风险。本文采用正交试验法分析了工具头半径、加工高度、成形角、进给速度对单点渐进成形件回弹的影响。结果表明:通过改变加工工艺参数可以有效地控制回弹量。经试验验证:采用负补偿的方法可以有效降低回弹量。     

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。     

液体介质加热的镁合金板料热渐进成形回弹的研究

回弹是影响单点渐进成形工件精度的重要因素之一。本文提出了一种利用液体介质加热的热渐进成形加工方案。从理论上分析了成形温度、成形角和层间距等因素对回弹的影响,并通过正交实验研究了各参数对回弹的影响程度。结果表明:成形温度越高,回弹量越小。3个因素对成形工件回弹量的影响顺序为:成形温度层间距成形角。     

镁合金板料工具转动渐进成形工艺参数实验研究

用正交试验的方法研究了AZ31镁合金板料工具转动渐进成形过程中工艺参数对板料成形性能的影响,试验采用变角度锥杯模型,并以成形破裂角作为试验指标。结果表明:单一因素对AZ31镁合金渐进成形性能的影响从主到次的顺序为主轴转速Z轴进给量工具头直径进给速度工具材料,主轴转速是影响镁合金板料成形性能的最主要因素,在保证板料成形性能和表面质量的前提下,为节约时间,尽量选用快的进给速度和大的Z轴进给量和工具头直径,工具材料对成形性能影响很小,可以忽略。正交试验中最优工艺参数组合:工具转速4500 r·min-1,进给速度300 mm·min,Z轴进给量0.3 mm,工具头直径Φ12 mm,工具材料HSS4341,成形破裂角为88.25°。     

基于Dynaform的V形件弯曲回弹数值分析

针对板料成形过程中的回弹现象,采用Dynaform软件对回弹过程进行数值模拟分析,提出了一种可以减小金属冲压过程中回弹的工艺方案,并采用正交试验法从摩擦系数、板料厚度、压边力和凹凸模间隙等方面进行回弹的仿真计算,通过四因素三水平的正交试验对各回弹影响因素进行分析,找出了各因素对回弹影响的规律。模拟结果表明,随着压边力的增大,V形件的回弹量相应减小;随着凸凹模间隙增大,回弹角呈递增趋势;在摩擦润滑条件较差的情况下回弹量较小;板料厚度的变化也会对回弹产生影响。     

工具头大小对板材多点复合渐进成形过程影响的有限元分析

多点渐进成形具有变形均匀、可成形性强、成形效率高且能有效抑制失稳等优势。通过建立金属板材多点复合渐进成形三维有限元模型,对不同尺寸大小的工具头成形典型方锥台制件的多点复合渐进成形过程进行了数值模拟和分析,探讨了工具头大小对成形件的等效塑性应变、成形精度、厚度减薄率等的影响。通过对仿真结果的对比分析表明:工具头直径越小,制件成形区的厚度减薄越严重,越易产生破裂;工具头直径越大,制件变形越均匀、成形精度更高,但法兰区的等效塑性应变更大、越易产生起皱。     

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。     

基于数值模拟的激光拼焊板渐进成形性能研究

渐进成形技术是近年发展起来的一种新的板料成形方法,将该技术应用到激光拼焊板成形领域的研究还很少。以某圆台零件为研究对象,建立了激光拼焊板有限元模型。通过正交试验研究了工具头直径、下压量、拼焊板焊缝位置和板厚组合对激光拼焊板的成形性能的影响。结果表明,焊缝位置对激光拼焊板成形极限的影响最为显著,其次为下压量、板厚组合和工具头直径,并得出了最优工艺参数组合。在保证零件加工精度及满足设备成形能力的前提下,尽量提高下压量不仅有助于提高激光拼焊板成形效率,还能有效提高成形极限。结果能为渐进成形工艺参数的选择提供参考。     

金属板材数控单点渐进成形中的回弹实验

回弹是影响金属板材数控单点渐进成形的主要因素之一,为分析工艺参数对金属板材单点渐进成形的回弹影响,在数控铣床上对铝板锥形方盒件成形角展开回弹实验。利用角度尺测得回弹后成形角,以成形角变化率和回弹角度来衡量各工艺参数对金属板材单点渐进成形的影响,分析的工艺参数包括:成形角、水平面内X和Y方向进给速度、Z方向进给速度、Z方向进给量。结果表明:成形角越大,成形角变化率以及回弹角度越小; X和Y方向进给速度越大,成形角变化率以及回弹角度越大; Z方向进给量越小,成形角变化率以及回弹角度越小; Z方向进给速度对回弹影响不显著。     

板料单点渐进成形中成形角对成形影响的模拟分析

介绍了金属板料单点渐进成形的基本原理;利用有限元软件LS_DYNA分析了板料渐进成形中当工具头压下时,不同成形角条件下,工具头与板料接触区域的应力分布;根据对模拟数据的分析比较,讨论了不同成形角对板料成形时的影响;就提高成形直壁件的高度提出了改进意见,并在试验中得到证实。     

基于工艺参数的渐进成形回弹量预测与控制

以圆锥凸台为研究对象,有限元软件ABAQUS为模拟平台,成形件的回弹量为研究指标,采用正交试验法分析了工具头半径、层间距、工具头速度及其之间的交互作用对回弹量的影响;基于模拟结果进行了非线性回归分析,建立了针对工艺参数的回弹量非线性预测模型。最后对该预测模型进行了实验验证,结果表明,该模拟结果与实验结果吻合,证明可通过调整工艺参数来控制渐进成形零件的回弹量,该方法对于提高板材渐近成形技术的成形质量具有重要意义。