基于三道次数控渐进成形的圆孔翻边研究

针对薄壁件上的圆孔翻边成形问题,研究了基于三道次数控渐进成形技术的圆孔翻边成形方法和工艺流程。研究了面向三道次数控渐进圆孔翻边工艺的各中间道次成形模型建模、成形轨迹生成和支撑设计方法。采用ANSYS软件对基于三道次数控渐进成形技术的圆孔翻边成形过程进行有限元数值模拟,在分析翻边孔厚度、减薄率和轮廓尺寸精度的基础上,给出了提高翻边孔轮廓尺寸精度的方法。

应用开放式CNC进行金属板材数控渐进成形加工的研究

金属板材数控渐进成形工艺是目前国际上一种新兴的板材成形工艺。本文将原有使用固定支撑模型的反向加工方式进行改进,应用开放式CNC技术,使用了一种通过上下2系统5轴控制成形方式,构建了改进型的数控渐进成形系统,并通过灵活应用工件测量功能,修改数控程序,调节成形工具的成形轨迹,提高成形零件的加工精度。

金属板材数控单点渐进成形加工轨迹优化研究

提出一种对金属板材数控单点渐进成形的加工轨迹优化及成形压头压入点沿工件轮廓均布处理的方法。解决了工件局部的凹陷与破裂问题,提高了板料数控渐进成形的质量。

金属直壁筒形件数控渐进成形工艺研究

介绍了金属板料数控渐进成形工艺的成形原理、变形分析、直壁筒形件成形的工具路径设计、实验条件及结果分析。根据正弦定律 ,金属板料数控渐进成形工艺 ,不能一次成形出直壁筒形件 ,要成形直壁筒形件 ,必须进行多次成形。为了尽快逼近直壁筒形件 ,设计了平行直线型等三种工具路径方案 ,通过实验和结果分析 ,找到最佳方案。

板材数控增量成形过程的研究

板材的数控增量成形是近几年来国际上刚刚开始研究的一种新工艺， 具有柔性高， 产品的尺寸与形状变化容易的优点。其原理是利用数控机床， 根据预先编制的程序对板材逐点进行成形， 最终得到所需的形状。本文根据对增量成形工艺的研究， 提出了增量成形轨迹设计的基本原则， 其中变形的均匀化原则对指导板料成形工艺的设计， 具有较强的实用价值。

五轴数控渐进成形干涉检测与修正研究

综合考虑干涉检测效率、精确性和可修正性,提出一种高效、精确的基于STL(Sterolithography)数据模型的五轴数控渐进成形挤压工具与工件干涉检测与修正方法。以八叉树分割立方体最小边为基准对STL模型的三角面片细分后再沿边进行离散进而确保离散点云模型的八叉树分割更为均匀,并把离散点八叉树分割模型拓展为一个带有索引序列的八叉树分割模型以便不经过递归查找就能直接检测干涉区域;然后把挤压工具用轴向AABB(Axis-aligned bounding boxes)包围盒进行包围并利用八叉树分割模型粗略检测发生干涉的位置;最后利用八叉树分割模型立方体节点内的离散点和圆柱体形状的挤压工具对可能发生干涉的位置进行细致检测,并在干涉点处沿着挤压工具轴线方向的剖切面上进行干涉修正。算法应用实例表明,该方法能够快速而准确地寻找出干涉点的位置并能予以修正,整个过程运行稳定可靠。

TC4板料电辅助加热数控渐进成形时摩擦和润滑的研究

难成形板料局部自阻电辅助加热数控渐近成形是一种新技术,由于该技术涉及高温、电流和塑性变形等因素,摩擦机理复杂,因此选择正确的润滑方式对提高加工件的表面质量至关重要。笔者首先对渐近成形的摩擦机理进行了分析,提出摩擦分为3个区域,黏着摩擦、边界摩擦和流体润滑。然后又对电辅助加热渐近成形的摩擦机理进行分析,指出摩擦主要由黏着摩擦和边界摩擦组成,并提出了摩擦力计算公式。为了提高电辅助加热渐进成形加工件的表面质量,关键是增加润滑剂与板料之间的结合力。通过选用不同润滑剂进行实验,对比加工件表面质量,发现用电沉积制备的铜基二硫化钼复合材料具有良好的自润滑性能,加工的TC4钛合金钣金件表面质量良好。

铝板数控单点渐进成形的成形极限曲线研究

对薄壁复杂构件进行数控单点渐进成形时,板料易发生破裂、起皱等缺陷,且材料变形机制演化复杂,对加载条件极为敏感,使得板料在数控单点渐进成形时的破裂预测和控制变得极难。为此,选取1060铝板作为研究材料,通过试验研究了数控单点渐进成形技术中板料的成形性能,以实现对破裂的预测和控制。利用拓印法将制件的空间变形问题转化为平面变形问题,采用数码显微镜对拓印的制件网格数据进行测量和提取,选用插值法和多项式拟合法对数据进行拟合处理,最终得到了1060铝板料在数控单点渐进成形技术下的成形极限曲线(FLC)。通过对FLC进行分析研究,得到了制件破裂区和安全区域的应变分布,实现了制件破裂的预测和控制。为进一步提高1060铝板的成形极限,将超声振动引入到单点渐进成形中,通过试验对比研究了超声振动辅助渐进成形的FLC和传统渐进成形的FLC,试验结果表明:当振动功率为120 W、振动频率为25 kHz时,1060铝板料的成形极限提高了11%。

数控渐进成形与激光切割集成的板材件加工轨迹生成

为实现切口板材件的五轴数控渐进成形与五轴激光切割的集成制造,提出一种基于Parasolid建模核心的五轴数控渐进成形与五轴激光切割集成的切口板材件加工轨迹生成算法及实现方法。给出了切口特征识别与提取、切口特征填补与曲面重建等算法;在研究曲线离散、曲面偏置等算法的基础上,考虑五轴数控渐进成形与五轴激光切割工艺的特点,给出了数控渐进成形刀位点、激光束半径补偿、挤压工具姿态和激光束姿态计算的方法;同时利用Parasolid建模核心和OpenGL完成了上述算法的系统实现。算法应用实例表明,依据该算法所开发的软件系统能够很好地实现上述功能,运行稳定可靠。

薄板零件的数控增量成形的轨迹设计

数控增量成形是利用数控机床，按照程序对板材逐点成形，获得预定的形状．这种成形工艺的特点是不需要专用的模具，适合小批量的新产品制造．本文根据对增量成形工艺的研究，提出了增量成形轨迹设计的一般原则．

数控渐进成形不等层间距等高线轨迹生成

考虑数控渐进成形中层间距对成形质量的影响,提出了一种基于等残余高度的、并对成形角不同曲面区域生成不等层间距的等高线轨迹生成方法。首先生成等残余高度的等高线轨迹,然后在大成形角、大层间距区域中插入等高线来优化层间距。最终生成能满足等残余高度要求、并能通过减小成形力来减小反弹变形的轨迹。数值模拟分析与试验结果表明,该方法生成的不等层间距成形轨迹与等残余高度轨迹相比,成形件所受的等效应变均匀性好,成形件轮廓精度高,能够获得较好的工艺质量。

基于UG的五轴数控渐进成形轨迹生成研究（英文）

针对金属板材五轴数控渐进成形轨迹生成的需求,研究了基于UG的五轴数控渐进成形轨迹生成方法。为使挤压工具能够按照用户所希望的方向挤压板材,给出了五轴数控渐进成形中基于前倾角和侧倾角的挤压工具姿态定义方法。研究了基于等残留高度的五轴不等层间距等高线轨迹生成方法以及交错运动轨迹生成方法,并给出了五轴数控渐进成形加工轨迹应用实例仿真。

板料数字化渐进成形技术初探

金属板料数字化渐进成形技术是目前国际上刚刚兴起的一种柔性制造技术。把CAD/CAM技术、数控技术和金属塑性成形技术结合起来,设计一种专用数控设备。通过该数控设备进行了铝材的渐进成形,成功地成形了一些异形制件。实验表明,采用数字化渐进成形技术还可以提高材料的成形极限。

基于PMAC的钣料渐进成形机数控系统设计与开发

钣料渐进成形技术是国际上一种新型的钣料数字化制造技术,具有能快速成形复杂形状金属钣件的特点。在分析钣料渐进成形原理的基础上,根据渐进成形过程中成形工具在金属钣料表面的运动与普通铣削运动相似的特点,研制了一种基于PMAC运动控制卡的钣料渐进成形数控系统,它以通用的Windows操作系统作为开发平台,同时具有良好的硬件和软件开放性。并对控制系统硬件组成、软件体系及其实现方法做了详细介绍和分析。

单点渐进成形设备数控系统总体设计

本文采用深圳固高科技有限公司生产的GT400系列控制器作为数控系统的运动控制器件,基于Visual C++设计平台,使用面向对象技术设计开发了渐进成形开放式数控系统软件,并进行了软件的测试。

TB8钛合金直壁方形盒多道次渐进成形壁厚分布的试验研究

目的改善直壁方形盒制件在传统成形路径中厚度减薄严重的问题。方法采用一种上下交替往复成形轨迹的方法对TB8钛合金直壁方形盒进行试验研究,分析不同成形轨迹下制件壁厚的变化规律,测量直壁方形盒的最大减薄情况,并在此基础上讨论减薄程度与制件口部翘曲间的相关性。结果采用上下交替往复成形轨迹的方法能使制件壁厚减薄程度减轻、壁厚分布更加均匀且壁厚突破正弦定律,经测量制得的TB8钛合金直壁方形盒的最大减薄率为42.6%,比经自上而下成形轨迹的成形方法制得的TB8钛合金直壁方形盒的最大减薄率降低了23%,同时能有效减轻制件口部翘曲程度。结论上下交替往复成形轨迹的成形方法是改进传统自上而下成形方法制作直壁方形盒的有效途径。

基于倾斜轨迹的数控渐进成形厚度均匀化方法

为解决数控渐进成形中成形件厚度不均匀的问题,提出一种基于倾斜轨迹的成形件厚度均匀化方法。该方法采用与水平面成一定角度的倾斜轨迹,使板料姿态在数控渐进成形过程中不断得到调整,进而调整曲面各处的成形角,使曲面各处成形角差异减小,避免成形角过大的曲面因减薄过大而破裂,同时达到成形件厚度均匀化的目的。运用遗传算法,通过优化用来生成倾斜轨迹的模型切割面姿态,进而生成能够使曲面各处成形角差异最小的最佳倾斜轨迹。基于水平轨迹和倾斜轨迹的数控渐进成形数字模拟分析和成形实验结果表明,该方法能使数控渐进成形件厚度差减小且成形件厚度均匀化。

带有通气孔的数控渐进反向成形支撑自动生成

为解决数控渐进反向成形过程中板材与支撑之间形成密闭空腔,腔内空气不断被压缩而产生的对板材的反作用力影响板材件成形质量和成形精度问题,提出一种可由待成形板材件的CAD模型自动生成带有通气孔特征的支撑体三角网格模型的方法。给出了计算支撑体空腔体积与空腔内压强的算法、自动识别复杂板材件凹部数量与位置的算法,及其在合适的位置生成通气孔进而生成带有通气孔的支撑体三角网格模型的算法。应用实例表明,所提算法能够自动生成带有通气孔的支撑体。成形实验表明,板材件成形过程中密闭空间的形成会导致成形件鼓包变形甚至破裂,而带有通气孔的支撑体能够有效地解决上述问题。

五轴数控点压式渐进成形中点压方向对板材成形质量的影响

在五轴数控点压渐进成形中,工具头沿不同的方向挤压板材会对成形质量产生一定的影响。本文通过定义点压方向角,在相同的终到刀位点下,探讨不同的点压方向(30°、45°、60°、75°、90°的点压方向角)对板材成形质量的影响。结果表明,点压方向主要影响成形件底部的回弹。当点压方向角θ=45°时,成形件底部的回弹量最小,并且在该角度下成形件总体的最大轴向绝对偏差和平均轴向绝对偏差值也最小,成形件总体的轮廓精度相对最好。在成形件的侧壁区域,当点压方向角θ=60°时,侧壁区域的平均轴向绝对偏差和最大轴向绝对偏差值最小。由于采用相同的终到刀位点轨迹,不同点压角度下粗糙度值波动比较小。

基于STL模型的双面数控渐进成形干涉检查与修正

针对双面数控渐进成形中工具头与板材之间容易发生干涉的问题,提出了基于STL模型的工具头与板材干涉检查与修正方法。对于主工具头,采用等距面生成无干涉的成形轨迹,以避免干涉;对于副工具头,将干涉类型分为工具头与板材非成形特征区的干涉和工具头与板材成形特征区的干涉两种类型,并通过判断副工具头刀位点与支撑面的位置关系来确定是否发生干涉。算法应用实例和成形实验结果表明,所提出的算法能够避免干涉,进而生成无干涉的工具头运动轨迹。