非对称高铁列车车头窗口下梁的三维拉压复合弯曲精确成形

高性能铝合金型材三维弯曲构件具有几何造型流畅、空气动力学性能优、结构强度高等特点,因而广泛应用于高端装备的制造当中。该类制件往往具有几何非对称的特点,一般呈镜面对称的安装在载运工具上。对于此类零件的成形加工往往需要多套模具和设备,成形效率低下,且回弹变形难以预测和控制。为提高此类零件的成形效率,基于提出的多点三维拉压弯曲成形技术,以高铁列车车头窗口下梁的成对成形制造为例,将非对称三维结构件连接为整体对称构件,实现了镜面对称结构件的成对一次成形,提高了材料利用率6.79%,并提高生产效率一倍。此外,为实现该零件的精确成形,建立三维拉压复合弯曲成形过程回弹变形的数值仿真模型,在施加补拉伸的情况下,回弹预测误差小于2mm,仿真结果较好地预测了回弹变形的整体趋势。最后,通过利用提出的回弹测量误差的直接补偿方法,通过两次计算迭代,将成形水平和垂直方向的最大误差降低至1.33 mm和0.73 mm,实现了高铁列车窗口下梁的成对一次弯曲精确成形。

5052铝合金方盒件冲压成形变压边力技术

以5052铝合金方盒件精确冲压成形为研究对象,通过拉伸试验获得材料的性能和参数,绘制应力-应变曲线,考虑到材料的各向异性,建立5052铝合金方盒件冲压成形的数值模拟模型,并通过试验验证了模型的有效性。基于数值模型,研究了不同的工艺参数对方盒件冲压成形的影响规律,取得了常值工艺参数的最优组合为:压边力为15.932 kN、摩擦系数为0.175、冲压速度为1313 mm·s^-1。进一步研究不同变压边力下的方盒件的冲压成形性能,结果表明,施加Λ型变压边力加载方式可以改善成形质量、提高板材的成形性能。并将模拟下的方盒件与试验结果进行对比,结果相一致,验证了数值模拟的可靠性。

铝型材三维拉弯成形回弹预测的理论解析与数值模拟

通过对柔性多点三维拉弯成形工艺原理进行抽象与合理简化,将矩形截面三维拉弯成形过程等效为菱形截面的二维弯曲过程,建立了菱形截面型材回弹理论分析模型;随后建立了矩形截面型材拉弯成形过程及回弹变形的数值模拟模型;基于开发的柔性多点成形装置,分别对比数值模拟和理论解析模型与实验回弹的结果,验证了理论模型的有效性。研究结果表明,理论模型与实验的误差值大于数值模拟与实验的误差值,最大误差值为1.3124 mm,发生在离型材中心最远距离处,且小于目标成形件的最小误差值2 mm。并且理论模型的计算较数值模拟模型更为简单、用时更短,为以后的三维拉弯回弹预测研究提供了理论参考。