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。     

三轴与五轴数控渐进复合成形

由于现有的数控渐进成形都采用三轴数控系统,无法成形加工包含有从Z轴正方向或负方向不可见且成形角大于90°曲面的复杂钣金件,针对此问题,提出一种基于三轴数控渐进成形与五轴数控渐进成形复合的成形方法。综合考虑成形效率和可成形性,将形状特征分为三轴数控渐进成形和五轴数控渐进成形可成形加工的特征,并分别采用三轴数控渐进成形和五轴数控渐进成形依次完成其成形。基于ANSYS/LS-DYNA的有限元分析和实际成形实验表明,所提出的方法具有可行性,能够制作出包含有从Z轴正方向或负方向不可见曲面复杂钣金件。     

拉形与渐进成形在钣金零件快速制造中的复合应用研究

分析了拉形与数控渐进成形的工艺特点,开发了利用有限元分析来确定拉形不贴模区域边界的系统;设定了复合成形工艺参数,在数控渐进成形机床上实现一次装夹的复合成形。通过试验对渐进成形和复合成形的成形件质量进行了分析,结果证明,复合成形比渐进成形加工的零件成形精度高,厚度分布更均匀。对于复合成形,拉形行程越大,精度越高,但厚度减薄更严重,拉形行程过大会导致零件拉裂。凹陷区域的成形采用了固定轴跟随零件层加工,与传统的等高线层加工相比,具有较好的表面质量和较高的精度。     

双凸板材件的数控渐进成形研究

针对数控渐进反向成形中无法直接成形加工双凸板材件的问题,提出了基于双面挤压的双凸板材件数控渐进反向成形方法。该方法通过设计从正反两面可接近各形体的支撑模,并把板材用两个支撑模装夹,从正反两面挤压板材来实现双凸板材件成形。给出了双凸板材件的成形工艺方案和支撑模设计方法,研究了双凸板材件数控渐进反向成形过程数字模拟分析的方法并运用数值模拟分析了该方案的可行性,并且通过成形试验,完成了双凸板材件的制作。研究结果表明,基于双面挤压的数控渐进反向方法可应用于双凸板材件的制作。     

分离式双向凸起特征的双面数控渐进成形过程有限元分析

双向凸起特征是指沿Z轴正方向和负方向两个方向上都存在相互分离凸起形状的特征。双面数控渐进成形是一种采用两个同步运动成形工具头的新的全无模成形技术。利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA分析了基于双面数控渐进成形技术的双向凸起特征的成形可能性。分析结果表明:利用双面数控渐进成形技术完全可以成形加工出分离式双向凸起特征。     

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。     

金属板料数控渐进成形工艺的研究现状北大核心CSCD

数控渐进成形工艺作为无模成形技术之一,在钣金零件制造领域受到了广泛的关注与研究。总结了近年来金属板料数控渐进成形工艺的研究进展,综述了有关新型板料数控渐进成形工艺方面的研究现状,并全面地概述了板料数控渐进成形加工质量控制、成形工艺优化以及数控渐进成形辅助装置研发等方面的研究成果。现有研究和应用表明,不断深化开发和研究新型板料数控渐进成形技术并提高渐进成形零件的尺寸精度、形状精度是热点研究内容,而以全面优化工艺参数为手段,获得更高的加工质量是该技术研究的核心目标,同时一些新型板料数控渐进成形加工工艺的变形机制及成形件的微观组织变化与成形过程之间的联系尚有待于揭示和研究。     

基于金属板材数控渐进技术的汽车座椅成形工艺

金属板材数控渐进成形工艺不需要专用的模具,是一种柔性的成形工艺.在工艺规划中,通过零件的数字模型来调节成形工具的运行轨迹,达到渐进成形零件形状的目的.由于汽车座椅形状复杂,金属板材渐进成形较困难.本文对其数控渐进成形工艺进行了分析,提出由建模、工艺分析、轨迹生成、HrpDSF处理、安装定位、加工润滑、后处理等组成的金属板材数控渐进成形工艺规划方法,成功地应用于汽车座椅的数控渐进成形中.并对汽车座椅数控渐进成形加工中,通常出现的破裂、回弹、起皱等严重影响成形质量的缺陷原因进行分析,采取不同的处理防范措施,取得满意的效果.为今后完善和发展金属板材数控渐进成形技术起到重要作用.     

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。     

板料零件数控渐进成形工艺研究

板料零件数控渐进成形工艺是一种通过数字控制设备 ,采用预先编制好的控制程序逐点成形板料零件的柔性加工工艺。本文就板料零件数控渐进成形工艺的成形过程、变形机理、极限半顶角等方面进行了探讨。认为 ,板料零件数控渐进成形是使板料的厚度减薄 ,表面积增大 ,靠逐次的变形累积产生整体的变形。变形区厚度的变化与成形半顶角有关 ,其中 ,成形极限半顶角是数控渐进成形能否成功的关键 ,它不仅与材料有关 ,而且与板料厚度有关。     

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。     

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.     

基于数控渐进成形技术的翼子板成形工艺

介绍了板料数控渐进成形原理以及翼子板零件渐进成形过程,分析了工艺参数对成形的影响,提出了提高成形质量的方法。影响翼子板成形的主要参数是成形工具球头半径r和进给量h。成形过程中,工具头的球半径r应尽可能大,但考虑干涉问题,一般取较大值5 mm,有利于成形。工具头进给量h应尽可能小,这样有利于提高表面质量,使变形更加均匀,但过小时成形效率太低,因此进给量一般取较小值0.25 mm最好。     

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。     

板料单点渐进成形数值模拟研究

板料单点渐进成形过程变形复杂、影响因素多,工艺参数选择是提高成形质量和成形效率的关键。对单点渐进成形过程进行数值模拟,分析了成形件的应力分布和厚度变化以及成形路径、进给量等工艺参数对成形过程的影响。结果表明:成形件最大应力和最大厚度减薄发生在底面附近;采用螺旋进给方式可有效提高成形质量和成形效率。实验结果显示,实验结果与数值模拟结果基本吻合。     

DC04钢板胀形-渐进复合成形锥形件成形能力的实验研究

为了提高渐进成形过程中板料的成形极限和加工效率,提出了胀形-渐进成形的复合成形方法,通过胀形-渐进成形复合成形锥形件实验,研究了DC04钢板胀形-渐进成形复合成形锥形件和纯渐进成形锥形件的成形极限角和应变变化以及壁厚分布规律。结果表明:预成形高度为h=15 mm和h=25 mm时,复合成形零件的成形极限角分别为α极=66°和α极=69°;采用胀形-渐进成形复合成形锥形件,当胀形的最大减薄量发生在局部渐进成形区内,并且胀形和渐进成形的最大减薄量位置方向相反时,锥形件壁厚趋于均匀,提高了胀形-渐进成形的复合成形能力。     

Impact of superimposed pressure on dieless incremental sheet metal forming with two moving tools

Dieless incremental sheet metal forming is restricted by different effects. Some of the major issues are the limited maximum draw angle, a commonly reduced surface quality of the deformed areas and the low geometrical accuracy in concave features.This paper deals with both theoretical and experimental investigations on the influence of superimposed pressure induced by two moving forming tools. It has been verified that the stated issues can be improved dependent on the applied force and the relative position of the two tools. Applying this approach one major achievement has been an increase of 12.5% of the maximum draw angle.