三滚轮推弯工艺数值模拟及其验证

随着智能制造的快速发展,目前的数控弯管机需提高其柔性加工能力,才能取得突破。针对三滚轮推弯这一柔性弯管工艺,采用数值模拟软件ABAQUS,结合实际弯管机构,通过网格敏感性分析,建立该工艺的数值模拟模型,并从成形过程、起弯处褶皱以及回弹半径3个方面进行实验验证,得出起弯处褶皱的模拟值与实验值相差小于4%、而回弹半径的模拟值与实验值相差小于5.5%的结论。

铝合金管三滚轮推弯成形半径理论计算公式的验证

对不同牌号和规格铝合金管材的三滚轮推弯加工进行了弯管半径的理论计算和实际测量。根据设备加工的不同弯管半径,利用有关公式计算出回弹后三滚轮推弯加工管材理论弯管半径;利用三维激光扫描和Matlab图像处理方式测得弯管实际回弹后的成形半径。对理论值与实测结果进行对比分析表明:随着成形半径和管材壁厚增大,理论计算值与实测结果的误差增大。本研究采用的理论计算公式适用于塑性变形程度较大、弯曲半径小于110 mm、壁厚不大于0.4 mm的管材的三轮推弯加工,此时弯曲半径的计算误差小于8%。理论公式可用于指导薄壁铝合金管的小弯曲半径的三滚轮推弯加工。

一种弯管成形半径的影响因素研究

对于3003-H24铝合金的三滚轮推弯工艺,通过对加工过程中模具位置变化的分析,得出前期研究的弯管成形半径理论计算结果比实测结果偏小的原因,进一步通过对弯管力的计算,并结合有限元分析,得出弯管力与弯管成形半径成反比,弯管力对模具位置变化的影响极小,主要应考虑设备的零件间隙;通过对弯管成形半径的修正量与理论加工半径、弯管力的关系,以及弯管力与设备零件之间的间隙变化量的关系进行研究,结合图形分析的方式,结果表明,弯管力达到一定值后,继续增大对零件之间的间隙变化量影响不大,对于所使用的弯管机及弯管方式,弯管力大于100 N后,间隙变化量趋于稳定,弯管成形半径的修正量主要取决于理论加工半径。对于弯管加工,只要根据实际所需弯管成形半径,计算出理论加工半径,并对其进行相应修正,即可提高加工的准确性。