离散夹钳柔性拉形机的研制及实验验证

针对整体平夹钳拉形机横拉时工件不易贴模和可调曲夹钳拉形机纵拉时人工调形夹钳费时费力的问题,提出一种离散夹钳柔性拉形的方法。从"离散化控制"的视角剖析离散夹钳柔性拉形机的工作机制和构造特征,并采用有限元方法对不同数量的离散夹钳和夹钳结构形状对拉形件的应变分布、板厚变化和夹持面形状进行了数值模拟研究,最后采用自制的离散夹钳拉形机对球形件进行了相关工艺的实验验证。结果表明:离散夹钳柔性拉形机成形的工件质量满足生产要求,实验结果与数值模拟的结果基本吻合。

蒙皮件可变型面模具柔性拉形工艺的研究

针对传统飞机蒙皮件实体模具拉形工艺费用高的问题,提出一种采用可变型面模具进行蒙皮件柔性拉形的先进方法。介绍了可变型面模具的结构组成,阐述了3种模具调形方式的工作原理与特点,以球形件为研究对象,研究了不同的模具离散模式和基本体冲头尺寸对拉形件局部变形和形状误差的影响规律。研究表明:弹性垫的厚度是基本体冲头方体边长的1.25倍时,既能有效地抑制工件的局部变形,又能保证工件的成形精度;对于厚1 mm、曲率半径为1 500 mm球形件,成形精度要求为0.5 mm以下,选择基本体离散排布矩阵为32×40满足生产要求。

柔性离散夹钳拉形工艺的数值模拟

介绍了柔性离散夹钳拉形机的特点,建立了柔性离散夹钳拉伸成形有限元模型。对球形面和鞍形面进行了数值分析,研究了拉形速度、摩擦因数和夹钳形状对成形结果的影响。数值模拟结果表明:在兼顾成形效率和精度的情况下,可选1m/s为拉形速度。润滑条件越好,成形件应力应变和厚度分布越均匀。与方形夹钳相比,圆形夹钳能有效改善过渡区和夹持区的流动状况,使应变更均匀,减薄量较小。通过实验验证了模拟的正确性,模拟结果对离散夹钳拉形机的优化设计以及实际板材拉形工艺具有指导价值。

管材多点柔性拉弯成形制件形状误差研究

针对型材三维成形易出现的凹陷、凸起等截面变形问题,在自主研发的拉弯成形装置基础上,选取矩形管状铝合金型材进行了多点柔性成形制件的形状误差研究,分析了制件横截面高度、宽度方向的变形沿制件长度方向的变化.结果表明:成形过程中,矩形管材制件的上、下表面发生内凹变形,随着制件由对称中心点向两侧对称长度的增加,凹陷率和内凹变形均增大,且上表面的内凹值略大于下表面内凹值;成形过程中,制件的内、外垂直表面出现外凸变形,并且随着对称中心点向两侧对称长度的增加,凸胀率和外凸变形量更大.

多夹钳式板材柔性拉形工艺的数值模拟

多夹钳式柔性拉形工艺可克服传统拉形工艺存在的成形缺陷。研究了多夹钳式柔性拉形机的结构组成,分析了多夹钳式柔性拉形工艺的特点,分别选取S形曲面、马鞍形曲面和球形曲面,并利用有限元分析软件ABAQUS,对多夹钳式板材柔性拉形过程进行数值模拟分析。结果表明:在兼顾工件成形质量与拉形机研发制造难度的前提下,相对较高的夹钳离散化程度可提升S形工件的成形质量;相比于普通铰接方式,夹钳与液压缸之间采用球铰接方式时,马鞍形件有效成形区端部的成形质量更好;通过改善板料与模具之间的润滑条件,使球形件有效成形区板料的拉伸变形更充分,卸载回弹量更小。

滚压拉伸成形曲面技术及其数值模拟

介绍了柔性滚压拉伸成形技术原理及特点,通过数值模拟,研究了板材厚度、宽度和材质对成形质量的影响。结果表明:随着板材厚度的增加,板材内外层的压缩变形量和拉伸变形量增大,回弹量减小;随着板材宽度的增加,板材中间位置的流动性变差,板材变形不均匀;与08AL钢板相比,2024铝板材成形件的等效塑性应变值较大,而回弹量较小。该成形工艺的可行性和实用性已得到验证,模拟结果对于实际板材滚压成形工艺具有指导意义。

刚性模和柔性介质拉深成形工艺对GLARE层板筒型件成形极限及壁厚分布的影响规律

开展了刚性模和柔性介质拉深成形工艺对0°和45°方向纤维铺层方式的未固化GLARE层板筒型件的壁厚分布、成形极限及破裂形式的影响规律研究。结果表明,柔性介质拉深成形工艺较刚性模拉深成形工艺下未固化GLARE层板筒型件的最小壁厚增加了0.01 mm,壁厚分布更加均匀;采用柔性介质拉深成形GLARE层板筒型件时,沿0°方向纤维铺层较沿45°方向纤维铺层的成形极限深度提高了15.2%;此外,纤维铺层方向还影响着GLARE层板筒型件的破裂形式,筒型件的破裂位置与铺层方向一致。因此,采用柔性介质拉深成形工艺可制备更深的GLARE层板筒型件,同时结合不同结构的构件优化纤维的铺层方式,可提高构件的壁厚一致性,避免构件在成形过程中产生破裂缺陷。

柔性辊压成形技术的研究进展

柔性成形作为一种新型的成形工艺方法,越来广泛应用于航空航天,高速列车等领域。代替传统的整体模具,多点模具成形利用调节成形单元形成包络面进行成形,大大提高了成形效率,降低了成本。柔性拉形利用多点模具的柔性和夹钳的特点,使多点柔性成形的应用得到的发展。柔性辊压成形利用柔性辊轴的连续性和弹性垫的高弹性优点,使柔性辊压成形得到了更大范围的应用和发展,为柔性成形技术的发展提供了新的思路。