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。     

H180YD+Z高强度钢热镀锌板的渐进成形实验

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。文章利用数控实验机床(CNC)对热浸渡钢板H180YD+Z的渐进成形性能进行研究,测试了成形极限角和成形性能曲线。结果表明,该材料在渐进成形过程中,其零件厚度分布基本符合t=t0cosθ的规律,成形性能好,可适用于汽车钣金件的渐进成形,为板材的渐进成形工艺提供了理论依据。     

基于渐进成形的修复体加工实验

板料数控渐进成形工艺是一种柔性成形工艺,这种工艺非常适合加工小批量、多品种和形状复杂的板料产品。以医疗修复体为实验对象,分别采用正成形、负成形工艺在渐进成形专用机床上完成渐进成形加工。针对工具头与支撑体间隙不合理导致零件表面产生挤压痕迹的问题,提出一种基于零件模型的整体偏置方法生成支撑体模型,很好的解决了加工件表面的质量问题。对成形零件变形区厚度及回弹变形进行测量,并对所得数据进行分析。试验结果表明,数控渐进成形中材料厚度变化遵循正弦定律;负成形加工件的厚度误差、回弹量均比有支撑的正成形大,并对影响零件厚度、回弹的主要因素进行了初步分析。     

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.     

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。     

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.     

基于数值模拟的两种渐进成形对比研究

板料渐进成形技术是一种新型的钣金零件柔性制造技术,点压渐进成形相较于普通渐进成形,可以在一定程度上改善产品加工质量。通过数值模拟,对比了普通渐进成形和点压成形中板料的厚度变化、应变及成形过程中局部应力状态,分析了渐进成形中板料的变形方式和板料不同位置变形特征。该研究能指导点压渐进成形工艺的合理设计,以保证渐进成形的顺利进行。     

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。     

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。     

缓面零件单点渐进成形刀具轨迹优化数值模拟

利用有限元软件ANSYS/workbench,以平缓曲面零件为例,模拟零件单点渐进成过程,研究了优化方法中增量角度Δθ对零件厚度、成形精度、等效应变等方面的影响,并与传统固定增量步长方法进行对比。结果表明:加工层数相同时,优化方法更有助于提高板厚,且零件壁厚随着增量角度Δθ的增加而增加;优化方法较明显的提高了零件底部成形精度,无论增量角度Δθ取值多少,零件底部都能充分成形,与实验结果相吻合;加工层数相同时,在相同区域优化方法导致的板料等效应变大于固定增量步长成形方法,Δθ越小应变越均匀,但两种方法最终的等效应变趋于一致。     

极限半锥角及层间距对板料渐进成形质量影响的研究

金属板料渐进成形工艺是一种基于数控技术,靠逐点成形板料零件的柔性加工工艺。通过实验分析,以及对金属板料渐进成形工艺的变形机理、极限半锥角等方面的研究,提出金属板料靠逐次的变形累积产生整体的变形,极限半锥角不仅与材料有关而且与材料厚度有关;层间距对极限半锥角影响不大,而与零件表面质量有关,层间距越小,零件表面越光滑。     

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。     

方锥件渐进成形扭曲规律及影响因素

渐进成形中,工具头在成形过程中不断推压板料,造成板料产生扭曲变形,影响零件的尺寸精度。为降低零件扭曲程度,提高零件成形精度,以方锥件为例,借助有限元数值模拟,研究渐进成形过程中板料扭曲变形规律,并采用单因素分析法,分析渐进成形各工艺参数对板料扭曲的影响。结果显示,零件底部和侧壁的板料产生了一定程度的扭曲,随着成形深度的增加,扭曲位移最大的位置逐渐向侧壁中部靠近,最终扭曲程度沿侧壁大致呈抛物线分布,且随着工具头半径的减小和层间距的增大,零件扭曲程度加剧。结果表明,通过改变工具头半径和层间距能降低零件扭曲程度,提高零件成形精度。     

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。     

渐进成形气动平衡装置设计

介绍了板材数控渐进成形的特点和优势,以及典型渐进成形方法,介绍了板料托架的作用和种类。在加工小尺寸板材零件时,只需要简单工装便可实现正成形(两点渐进成形);而对于中、大型覆盖件则需要精度较高的板料托架来保证工件的成形质量。受气动平衡思想启发,提出一种新型气缸浮动式板料托架,分析了该结构的合理性,设计了独有的气路系统,计算了由于板料托架下降引起的压力上升,并推导出既满足正成形要求又适合生产的储气罐容积计算公式。阐述了气动平衡装置的实施方案,得出能够进行正成形的气压条件,并进行了正成形试验,检验了气动平衡托架的成形效果。     

金属板材数控渐进成形加工轨迹交互修改及优化

金属板材数控渐进成形技术,是一种利用快速原型分层制造的思想对金属板材进行逐层挤压而成形金属覆盖件的柔性加工技术。本文介绍了金属板材数控渐进成形技术的过程、原理,同时,主要针对加工过程中发生的破裂、凹陷等缺陷,提出了一种基于NURBS的加工轨迹人机交互修改和优化的方法,解决了复杂曲面零件无法加工的难题,实现了金属板材数控渐进成形加工过程的快速响应。     

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。     

各向异性对镁合金板材渐进成形的影响及微观组织演变

利用数控实验机床(CNC)、热拉伸实验机和金相显微镜,研究了AZ31B镁合金薄板在加热时渐进加工成形和显微组织变化规律.结果表明:镁合金薄板在加热条件下可以实现单点渐进成形,极限角随着温度的增加而增加,200 ℃时的成形极限角为60?;各向异性对板料的渐进成形影响较大,且250 ℃时合金各向异性最小;渐进成形包括加工硬化、静态再结晶和动态再结晶的复杂过程;板材的微观组织由粗大和细小晶粒组成,这取决于板料的成形温度和成形时间;板料质量是影响镁合金渐进成形质量的主要因素之一.     

数控渐进成形板料尺寸自动确定方法研究

在板材数控渐进成形中,为满足节省材料、降低成形加工载荷的要求,提出了基于STL(Sterolithography)模型的数控渐进成形板料尺寸自动确定方法。利用板材件底面边界多边形的最小矩形包围盒确定了板料的长、宽;根据板材件厚度的正弦减薄规律确定了板料的厚度,并生成了板材件厚度分布颜色云图。通过对不同形状的板材件比较分析表明,本方法较传统方法能够节省板料9.4%~23.5%。基于有限元分析的数字模拟结果表明,采用本方法确定的板料尺寸完全可以加工成形出预期的板材件。     

AZ31B镁合金板热渐进成形的精度研究

成形精度差是限制单点渐进成形发展的重要因素,针对单点渐进成形技术难以实现对材料高温处理再加工的问题,提出一种基于液体介质加热的单点渐进成形方法,并通过依次提高温度的方法,探索了适合进行AZ31B镁合金板料单点渐进成形的实验温度。同时,研究了在该温度下采用单点渐进成形方法加工AZ31B镁合金方锥件时,成形角对精度的影响。结果表明:液体介质加热的方法对单点渐进成形有效,在加热油温达到200℃时能够完成镁合金板料的单点渐进成形过程;方锥成形件的精度影响分两种形式——侧壁鼓凸和棱边回弹,并且随成形角的增大,侧壁鼓凸和棱边回弹的回弹量都减小。