有模单点渐进成形工艺参数对1060铝合金成形性能的影响

为了研究各工艺参数对有模单点渐进成形直壁筒形件成形性能的影响,采用正交实验法,对层间距、工具头半径、进给速度和成形道次4个工艺参数进行优化设计,对板料变形区厚度进行仿真研究,并通过极差分析,得出各工艺参数对成形后板料最小厚度的影响。研究结果表明:各工艺参数中,成形道次数对板料成形最小厚度影响最大,工具头半径影响最小;对1 mm厚的1060铝合金板进行优化后,最小成形厚度为0.389 mm,比2道次成形后的最小厚度0.242 mm提高了60%。因此,在有模单点渐进成形直壁筒形件过程中,成形时间允许时,可适当增加成形道次,提高成形质量。     

板料渐进成形极限图测试方法研究

成形极限图是判断板料成形中是否会发生失效的重要依据。渐进成形中的板料成形极限图和传统冲压成形极限图有显著不同。板料传统冲压成形极限图测试方法已较为完善,而对于渐进成形尚没有形成统一的标准。本文在已有的测试方法基础上,提出了通过渐进成形圆弧沟槽、十字交叉圆弧沟槽直至板料端部破裂后,测量破裂位置最大和最小主应变以获得板料渐进成形极限图的新方法。通过数值模拟研究,分析了采用该方法对板料进行渐进成形时板料局部的应变状态,表明该方法可行;并使用该方法得了0.9mm厚工业纯铝1060板料的渐进成形极限图。     

TRIP590板料渐进成形失效研究11,2111

通过胀形试验和以沟槽法为基础获取普通板料渐进成形极限图的方法,分别获取TRIP590板料的传统成形极限图和渐进成形极限图。为了直观地比较TRIP590板料在不同成形方式中具有的成形性能以及验证获取的渐进成形极限图是否满足于TRIP590板料成形,设置了变角度圆锥台和变角度方盒进行验证。两组试验证明:TRIP590板料在渐进成形中的成形性能远强于传统成形,并且获取的线性方程为ε2=0.525 4ε1+0.989 1的渐进成形极限图也适用于TRIP590板料的成形。     

工业纯铝板料渐进成形极限图研究

板料渐进成形极限图和传统成形极限图有显著不同,到目前为止尚未有统一的测试方法.提出了一种测试板料渐进成形极限图的方法,成形工具分别沿往复圆弧和交替往复圆弧轨迹运动,对0.9mm工业纯铝板进行渐进成形.板料破裂后,获得了主应变和次应变,建立了该种板料渐进成形极限图.通过板料渐进成形分别成形了一些零件,测量了零件的主应变和次应变并绘制了它的渐进成形极限图.结果表明,所获得的工业纯铝渐进成形极限图能较为准确地预测渐进成形中板料的破裂,测试方法适用于渐进成形极限图的建立.     

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。     

基于数值模拟的圆锥台件渐进成形过程研究

以典型圆锥台零件为例,介绍了板料数控渐进成形的基本原理和特点.描述了渐进成形工具轨迹的生成以及有限元数值模拟成形结果的分析.结果表明:Cimatron软件的CAM模块可生成分层螺旋进刀工具轨迹;渐进成形能提高板料的成形性能,但成形精度有待进一步提高.     

板料多点与渐进复合成形技术研究

基于多点成形技术和渐进成形技术在板料成形领域应用的特点,提出多点成形与渐进成形相结合的复合成形方法,并提出两种可行的复合方式,分别说明其成形原理及成形过程,以及两种复合成形方式的适用范围.     

基于数控渐进成形技术的方形盒成形工艺

介绍了金属板料数控渐进成形工艺的成形原理、变形分析以及直壁方形盒成形的工艺规划、实验和主要工艺参数的影响。由于成形工具球头的半径远远小于板料的外形尺寸,所以板料每次产生的变形仅仅发生在成形工具球头的周围,成形工具使板料产生变薄拉深变形,导致板料厚度减薄,表面积增大,靠逐次的变形累积产生整体的变形。影响直壁方形盒成形的主要参数是成形半顶角θ和圆角半径R。根据正弦定律,通过数控渐进成形工艺,直壁方形盒不能一次成形,必须通过多次成形。因此,为了加工直壁方形盒,设计了平行线型工具路径方法,并且进行了实验和分析。     

多道次双面渐进成形策略对成形质量的影响

针对大壁角深腔类零件成形难的问题,在分析平行直线、平行弧线和变角度多道次双面渐进成形的基础上,提出了一种“Z”形折线连续多道次双面渐进成形策略。以大壁角深腔类方锥为研究对象,通过有限元模拟结果得出,“Z”形折线连续多道次双面渐进成形策略在平均厚度和几何偏差上表现优越。并通过试验验证了“Z”形折线连续多道次双面渐进成形策略的成形效果。结果表明,“Z”形折线连续多道次双面渐进成形策略得到了更为均匀的厚度分布,平均厚度由0.78 mm提升为0.87 mm,厚度减薄率与变角度多道次双面渐进成形相比提高了7%,显著提高了双面渐进成形工艺中大壁角深腔类试验件的成形精度和表面质量。     

液体介质传热渐进温成形研究

由于液体介质的存在,在以导热油直接作为传热介质加热板料实现板料温热渐进成形中,成形初始的预胀以及成形过程中存在的背压是区别于其他渐进成形方法的显著特征。在数控渐进机床上,首先以2A12铝合金板料对成形过程中液体压力产生的板料预胀和过程背压的影响进行了研究,然后采用SUS304不锈钢板料对成形过程中的导热油温度影响进行了研究。研究结果表明：液体介质较小的压力产生的预胀和背压对成形过程没有显著影响,成形过程中为了保证导热油和板料充分接触,导热油可以保持一定的系统压力;采用液体介质直接作为传热介质加热板料进行板料温渐进成形是可行的;温度对SUS304不锈钢板渐进成形性能影响显著。     

成形轨迹对数控渐进成形质量的影响

为了研究数控渐进成形过程中不同的成形轨迹对成形质量的影响,在给出下压点集中的等高线轨迹、下压点分散的等高线轨迹、等螺距螺旋线轨迹和不等螺距螺旋线轨迹这4种成形轨迹的生成方法的基础上,采用ANSYS/LS-DYNA软件,对基于这4种成形轨迹的数控渐进成形过程进行数值模拟,并根据数值模拟结果,对比分析了基于这4种成形轨迹的成形厚度、等效应变、单元位置偏移和轮廓尺寸精度。研究结果表明:下压点集中的等高线轨迹对应的数值模拟模型与理论模型在Z方向的平均偏差最小,下压点分散的等高线轨迹对应的数值模拟模型在XOZ截面处单元位置偏移幅度最小,不等螺距螺旋线轨迹对应的数值模拟模型表面质量最好,整体减薄幅度最小。     

A review of spinning, shear forming and flow forming processes

In the last two decades or so, spinning and flow forming have gradually matured as metal forming processes for the production of engineering components in small to medium batch quantities. Combined spinning and flow forming techniques are being utilised increasingly due to the great flexibility provided for producing complicated parts nearer to net shape, enabling customers to optimise designs and reduce weight and cost, all of which are vital, especially in automotive industries.In this paper, process details of spinning and flow forming are introduced. The state of the art is described and developments in terms of research and industrial applications are reviewed. Also, the direction of research and development for future industrial applications are indicated.     

数控渐进正/反向复合成形中成形顺序对成形质量的影响

对于数控渐进成形中装夹面上下两侧都具有形体特征的复杂钣金件,仅利用单一的数控渐进反向成形或正向成形无法完成其成形。针对此问题,提出了一种基于正向成形与反向成形相结合的数控渐进复合成形方法,并给出了3种复合成形策略即正向成形与反向成形的3种成形顺序:反向-正向成形、正向-反向成形、正向/反向并行成形。同时利用数值模拟和实际成形实验对比分析了上述3种成形顺序对成形质量的影响。研究结果表明,采用正向-反向成形和正向/反向并行成形的成形效果优于反向-正向成形;在3种复合成形方式中,采用正向-反向成形的成形质量与成形效率最高。     

Investigation into a new hybrid forming process: Incremental sheet forming combined with stretch forming

Asymmetric incremental sheet forming (AISF) is a process for the flexible production of sheet metal parts. In AISF, a part is obtained as the sum of localised plastic deformations induced by a simple forming tool that moves under CNC control. Three main problems exist in AISF: material thinning, geometric accuracy and the process duration. These limits restrict the range of applications of AISF. This paper focuses on a new hybrid process, the combination of AISF and stretch forming. First results are presented that show the positive impact of this hybrid process on the process limits.     

数控渐进反向成形中支撑模对成形精度的影响

针对数控渐进成形时是否采用支撑以及采用何种类型支撑的问题,探讨了支撑模的完整性对成形精度的影响。以对称圆台钣金件、非对称钣金件、非对称台阶钣金件3种典型钣金件为研究对象,分别采用全模支撑、半模支撑和无底模支撑3种支撑类型进行成形精度分析。给出了3种支撑建模方法,利用数值模拟分析了3种支撑下的成形情况,并通过成形实验制作了钣金件。研究结果表明,对称规则钣金件采用3种支撑均可;非对称钣金件采用全模支撑可保证成形精度;非对称台阶钣金件采用半模支撑可以达到理想成形效果。     

面向数控渐进成形鼓包问题的成形轨迹生成与规划

针对数控渐进成形中鼓包的问题,提出了基于STL(Sterolithography)模型的等高线轮廓扫描、等高线轮廓与底面扫描、各等高层由外向内全扫描和各等高层由内向外全扫描4种挤压工具扫描运动轨迹类型,并给出了基于STL模型顶点偏置算法和多边形边偏置算法的各类型挤压运动轨迹生成方法;同时,采用有限元分析软件对这4种扫描运动轨迹的数控渐进成形效果进行了数字模拟仿真分析。研究结果表明,采用各等高层由内向外全扫描的轨迹进行数控渐进成形时不发生鼓包现象,并且能够减少制件的整体厚度差。     

基于冲压与数控渐进成形的复合成形

针对冲压工艺难以成形形状复杂板材件、冲压模具难以制造或加工成本高以及单独采用数控渐进成形加工效率低的问题,提出基于冲压工艺与数控渐进成形工艺相结合的复合成形方法,并给出了基于冲压与数控渐进成形的复合成形的数值模拟方法。采用冲压成形、数控渐进成形和复合成形3种成形方式,以有限元分析软件数值模拟分析同一形状板材件,对比分析数值模拟后的板材件的轮廓尺寸精度与厚度分布。结果可知,采用复合成形得到的板材件轮廓尺寸精度与厚度分布能够满足实际应用,所提出的复合成形方法具有可应用性。     

Single point incremental forming of polymers

The aim of the present paper is to evaluate the possibility of producing low-cost, small-batch, polymer sheet components by means of single point incremental forming (SPIF) at room temperature. During the research work, five different thermoplastic materials were incrementally formed into cones with an increasing wall angle on a conventional CNC milling machine. In designed experiments, significant process parameters were found, and influential material properties were identified. The experimental results confirm that SPIF of commercial polymer sheets at room temperature has potential for the manufacture of complex parts with very high depths.     

直壁矩形盒渐进成形技术

介绍了金属板料数控渐进成形的原理、板料变形过程及直壁矩形盒成形的工艺规划。根据正弦定律,直壁矩形盒采用数控渐进成形工艺不能一次成形。经设计平行线形工具路径方法,并进行试验和分析,得出影响直壁矩形盒成形的主要参数是成形半锥角。     

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。