双轴柔性滚弯过程中工件回弹的理论分析

双轴柔性滚弯技术适于加工管状零件 ,对于比强度高的材料具有很好的成形精度 ,是一种先进的制造技术 ,目前已成功应用在开缝衬套和导弹舱壳主体圆筒的制造中。已有的双轴柔性滚弯理论对工程实践具有一定的指导作用 ,但仍存在一些问题。本文对前人的工作进行了回顾和总结 ,分析了滚弯回弹理论公式产生误差的原因。在此基础上 ,利用回弹后曲率半径的主要影响因素即刚性轴半径和进给量 ,对已有理论结果进行了修正 ,得到了滚弯回弹理论修正公式 ,并给出了具体算例。计算结果表明 ,回弹理论修正值与实验结果符合的较好 ,具有一定的实用性。

双轴柔性滚弯机床机械系统的设计

叙述了双轴柔性滚弯技术原理 ,在此基础上介绍了双轴柔性滚弯机床机械系统的设计 ,该机床具有加工精度高、柔性好、经济性强、劳动强度低等特点。

小直径开缝衬套双轴柔性滚弯成形的三维有限元分析

基于双轴柔性滚弯技术原理,建立了采用0Cr15Ni7Mo2Al材料制备小直径开缝衬套过程的三维有限元模型,以指导实际小直径开缝衬套的制备。利用该模型分析了衬套应力应变分布、刚性轴受力变形情况、衬套成形曲率半径与刚性轴直径的关系及衬套成形曲率半径与带材尺寸的关系,并用滚弯试验验证了该模型的准确性。结果说明:带材滚弯变形随着进给量的增加而更均匀;刚性轴受力随其直径的减小而减小,刚性轴变形程度随其直径的减小而增大;衬套成形曲率半径随着刚性轴直径的增大而增大;衬套成形曲率半径随着带材宽度和厚度的增大而增大。

不同厚度3/4硬301型不锈钢带材双轴柔性滚弯成形性能研究

利用3/4硬301型不锈钢带材制备直筒开缝衬套,研究不同厚度带材的双轴柔性滚弯成形性能。首先,通过拉伸实验以及文献中的性能参数,建立3/4硬301型不锈钢带材的本构模型,利用有限元分析软件ABAQUS对不同厚度带材在同一挤压量情况下的双轴柔性滚弯成形过程进行了仿真分析;其次,基于挤压量单因素试验对不同厚度带材的双轴柔性滚弯成形实验进行了研究,获得了一系列成形试样;最后,利用MATLAB拟合程序识别出实验及仿真结果的带材成形半径,获得了带材厚度对其双轴柔性滚弯成形性能的影响规律,且揭示了其影响机制。

不同硬度301型不锈钢带材双轴柔性滚弯成形过程仿真及实验

基于不同硬度301型不锈钢带材的拉伸试验以及文献中相关参数建立其本构模型,利用有限元分析软件ABAQUS对双轴柔性滚弯成形过程进行有限元模拟,获得了不同硬度带材成形情况以及滚弯过程中的成形力;根据仿真中的工艺参数开展了不同硬度和挤压量的双轴柔性滚弯成形试验,获得一系列成形试样。利用MATLAB拟合程序识别出仿真及试验中的带材成形曲率半径,结果说明随着带材硬度的增加,成形曲率半径增大,但成形力基本不变,因此适当选取硬度较低的带材有利于直筒开缝衬套的制备。

开缝衬套制备技术综述

综述国内外开缝衬套的应用情况及研究现状,介绍开缝衬套的主要特征及制备原理。通过对比国内外开缝衬套的优缺点,分析开缝衬套制备技术现存问题,对提高开缝衬套制备技术具有重要的指导意义。

开缝衬套成形过程声发射在线监测系统设计

为提高开缝衬套的双轴柔性滚弯成形质量,设计了一套基于声发射信号和虚拟仪器的在线监测系统,该系统主要由数据采集软件、数据采集卡、声发射传感器以及信号调理电路构成,实现对双轴柔性滚弯成形过程的声发射信号进行采集、显示、分析和存储,为开缝衬套双轴柔性滚弯成形过程控制和质量预测提供数据支持。通过实验对比分析了开缝衬套的双轴柔性滚弯过程声发射信号的时域和频域特性。实验结果表明,该在线监测系统响应速度快,性能稳定,能够可靠地实现对开缝衬套双轴柔性滚弯成形过程声发射信号的在线监测。

聚氨酯轮硬度对小直径开缝衬套成形性能的影响

通过不同硬度聚氨酯材料单轴拉伸试验,建立了聚氨酯轮的Mooney-Rivlin超弹性材料本构模型;利用ABAQUS有限元软件对小直径开缝衬套双轴柔性滚弯制备过程进行有限元模拟,探究了聚氨酯轮硬度对开缝衬套成形直径的影响趋势;结合仿真参数进行了小直径开缝衬套双轴柔性滚弯工艺试验,并用MATLAB软件的直径拟合程序识别出仿真和试验中的带材成形直径。结果表明,相同挤压量下,随着聚氨酯轮硬度的增加,带材的成形直径减小,尤其在制备小直径开缝衬套时,使用高硬度的聚氨酯轮制备出的开缝衬套成形质量好,曲率一致,基本没有出现直边现象。

面向开缝衬套制备的刚性轴夹具设计

在双轴柔性滚弯技术原理的基础上,针对小直径开缝衬套的制备,对现有机床夹具进行改进设计,以简化制备的操作步骤,提高制备效率。提出总体改进方案,详细说明双轴承辅助支撑部位、转动臂、对准块的设计和弹簧的选用。基于Adams软件对改进夹具进行动力学仿真,通过刚性轴质心Y方向坐标变动曲线、刚性轴与转动臂接触段质心Y方向变动曲线,验证了夹具夹持的稳定性和取件操作的可行性。

小直径开缝套筒弯卷成形装备的设计及力学性能分析

以小直径开缝套筒为研究对象,通过比较各种卷板机的成形特点,确定了双轴柔性滚弯技术作为小直径开缝套筒的成形方式。介绍了双轴柔性滚弯技术的成形原理,并在此基础上设计了一套制备小直径开缝套筒的伺服控制专用成形设备。对成形装备整机及上辊的应力变形情况进行了有限元分析。研究结果表明:整机最大应力发生在左后立柱与底座的螺栓联结部位,应力值为310.01 MPa,小于其屈服强度640 MPa;整机其他位置应力在84 MPa以下,变形较小,满足工作要求;上辊的最大应力值为83.086 MPa,远小于其屈服强度785 MPa,最大变形为0.16229 mm,变形较小,也满足刚度要求。