金属板材单点渐进成形实验教学平台设计与应用

为了满足高层次、复合型、创新型领军人才的培养要求,设计一个单点渐进成形实验教学平台,由成形设备和工艺软件两部分组成,可实现基于设计模型的金属板材单点渐进成形加工。选用304不锈钢作为实验材料,以斜壁圆台形件为目标制件,利用有限元软件对成形过程进行仿真,并在单点渐进成形实验教学平台上开展成形实验。在定义了成形精度的评价标准后,将实际成形数据和有限元仿真结果进行对比,验证了平台的可靠性。该实验教学平台可用于机械制造Ⅱ、先进制造技术与系统等课程的实践教学,丰富了机械工程专业的实验教学内容。

金属板材单点渐进成形过程的数值模拟

利用有限元软件LS_DYNA模拟金属板材单点渐进成形过程。并利用LS_DYNA的显式求解器分析当压头压下时,不同压头半径条件下,压头与板材接触区域的应力分布。根据对模拟数据的分析比较,讨论不同压头半径对板材成形时的影响。

金属板材单点渐进成形技术的研究进展

金属板材单点渐进成形技术是一种新的板材无模成形技术,它可直接从CAD数据快速、经济地制造出复杂形状的板材件而无需昂贵的模具,并可广泛应用于样件试制和小批量生产。本文分析了金属板材单点渐进成形技术的基本原理、研究现状,探讨了存在的问题和发展趋势。

基于有限元仿真的金属板材单点渐进成形分析

目前对板材单点渐进成形新型工艺的研究多是通过物理试验,从金属宏观位移的角度分析成形过程的一般规律,研究成形参数对成形能力的影响,而无法获得成形过程中真实的变形过程。文章基于刚粘塑性有限元法,应用实体单元,对渐进成形中在直线轨迹和曲线轨迹下的板材成形过程进行数值模拟,分析成形过程中各部分应力、应变的特点,并深入探讨了渐进成形过程的成形机理。研究表明,成形过程中,变形区可以划分为4个具有显著差异的区域考察变形特点;在工具头局部成形时,变形金属在压应力的作用下变形,具有更高的成形极限。

国外金属板材单点渐进成形技术研究的新进展

介绍单点渐进成形技术的内涵以及国外最新进展。针对单点渐进成形技术目前存在的成形锥角和回弹等制约性因素,分析了国外主要研究机构在这一领域开展的最新研究和取得的一系列技术突破。

金属板材单点渐进成形数值模拟及机理探讨

在现阶段的板材加工技术中,无模成形技术得到了广泛重视,应用也越来越普遍,这种加工成形技术是对于传统模具成形技术的升级,渐进成形技术更加适用于小批量、多品种的工件加工,对于一些行业的多样化零件需要能够提供个性化的服务。目前金属板材的单点渐进成形技术应用中还有一些不足和问题,针对实际加工中的工艺参数的选择,对于成形加工中的破裂问题的避免,这些都需要解决,在相关的物理实验中,一般很难直接获取成形加工中相应的压应力、应变力等数据,多是通过间接测量来掌握一些局部数据的,无法为渐进加工过程提供精准的数据参考和变形机理,对此尝试通过使用有限元数值模拟来实现,能够有效解决这一问题,将其应用到渐进成形机理的研究中,能够对于板材成形工艺效果进行有效提升。

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。

金属板材振动单点渐进成形力学分析

针对板材在单点渐进成形过程中受力不均匀,容易出现失稳,并产生堆积、起皱、破裂等缺陷。若将振动技术引入到这种工艺,其成形机理将发生变化,板材加工的质量也将得到提高。因此,通过对工具头局部成形区域的单元体进行分析,建立力学方程。根据板材塑性成形过程中的拉应力与剪应力关系的假设,可以得到力学方程的近似解。按照给定的工艺参数、材料的机械性能参数和振型参数可以得到相关的应力曲线。模拟实验分析表明,在施加振动后,单点渐进成形过程中的应力发生了显著变化;在相同成形角的条件下,与低频振动相比,高频振动对成形应力的影响更加明显;但在低频振动条件下,存在成形角度条件;在高频振动条件下,存在频率条件。

金属板材数控单点渐进成形回弹的实验研究

主要研究了金属板材数控单点渐进成形过程中的回弹问题 ,分析了影响板材渐进成形回弹的主要因素和变化规律 ,提出了一种通过增大成形角度控制回弹的方法。

基于数控机床的金属板材无模单点渐进成形研究

针对金属板材无模渐进成形技术存在的设备成本高、支撑不易制作等问题,探讨了利用数控机床实现金属板材无模渐进成形的方法;研究了与此相关的成形夹具设计、支撑制作和成形加工轨迹生成等方法;通过成形加工实验验证了该方法的实用性。

板材单点数控渐进成形回弹控制及模拟优化研究

传统的板材成形工艺由于过多依赖于模具、缺乏柔性正面临巨大的挑战,而板材单点数控渐进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。根据对板材单点数控渐进成形工艺的研究,分析了各参数对成形质量的影响,提出了单点数控渐进成形轨迹设计的基本原则,并主要分析了回弹缺陷的补偿方法,通过工艺试验和数值模拟技术验证了回弹补偿方法的可行性,对板材单点数控渐进成形技术应用与实际生产具有较强的实用价值。

板材单点渐进成形工艺数值模拟与成形缺陷研究

工具头运动轨迹的动态加载是建立板材渐进成形有限元模型的难题。首先基于DYNAFORM建立基本的有限元模型,而后直接提取数控代码中工具头的位移坐标信息并添加至关键字文件,从而实现任意复杂运动曲线的加载;数控代码规划的加工轨迹存在起刀区域集中和加工方向单一的问题,容易造成破裂和失稳缺陷。起刀区域塑性变形大,累积效应使该区域板材严重减薄,采用均布策略,并保证均布后相邻起刀点的空间距离大于塑性变形区的最大半径可避免此缺陷。同时,运用顺逆相间的加工方式避免了单一方向加工方式存在的材料堆积引起的形状失稳和棱纹缺陷。

金属板料单点无模渐进成形数值模拟及分析

有限元数值模拟对单点无模渐进成形技术的研究起着重要的理论指导作用。本文介绍了数值模拟的基本步骤,重点介绍了圆/方锥台形件模拟轨迹的改进,轨迹环采用正逆相间方式可避免成形件发生扭曲变形。此外,基于Matlab软件编程,可快速生成不同工艺参数的模拟轨迹。最后通过多次数值模拟得出,工具头半径越小,工件成形角度越大,板料发生的等效应变就越大。结论与实验结果完全吻合。

金属板材数控渐进成形支撑CAD模型自动生成

为满足金属板材数控渐进成形中支撑制作的需要,提出一种从板材件的计算机辅助设计模型自动生成支撑计算机辅助设计模型的方法。采用STL数据模型,根据板材件曲面曲率的变化和成形过程中板材的减薄规律,计算出成形过程中板材厚度的变化量,通过对STL模型进行不等距偏置,生成了能够自适应板材厚度变化、并能保证挤压工具头与支撑之间合理间距的支撑计算机辅助设计模型。最后,给出了支撑计算机辅助设计模型生成实例。

基于金属板材数控渐进技术的汽车座椅成形工艺

金属板材数控渐进成形工艺不需要专用的模具,是一种柔性的成形工艺。在工艺规划中,通过零件的数字模型来调节成形工具的运行轨迹,达到渐进成形零件形状的目的。由于汽车座椅形状复杂,金属板材渐进成形较困难。本文对其数控渐进成形工艺进行了分析,提出由建模、工艺分析、轨迹生成、HrpDSF处理、安装定位、加工润滑、后处理等组成的金属板材数控渐进成形工艺规划方法,成功地应用于汽车座椅的数控渐进成形中。并对汽车座椅数控渐进成形加工中,通常出现的破裂、回弹、起皱等严重影响成形质量的缺陷原因进行分析,采取不同的处理防范措施,取得满意的效果。为今后完善和发展金属板材数控渐进成形技术起到重要作用。

金属板材分层渐进成形技术及其有限元模拟

本文介绍了金属板材分层渐进成形技术。由于金属板材分层渐进成形的工艺较复杂 ,各种参数及加工轨迹很难用实验方法确定 ,如何选择合理的工艺参数来得到理想的加工工件成为问题的关键。根据金属板材分层渐进成形为多工步成形的技术特点 。

金属板料单点渐进成形轨迹优化及模拟研究

表面质量差是金属板料渐进成形工艺的重要缺陷。针对曲面零件单点渐进成形表面质量差的问题,文章提出了一种基于零件截面曲线形状用增量弧长S0来控制增量步长Δz的方法,建立了Δz与增量弧长S0间的计算关系;以曲面零件为研究对象,与固定增量步长成形方法对比,利用有限元软件ANSYS/workbench模拟零件单点渐进成形过程,分析了S0对板料厚度变化和板料应变的影响。试验与模拟结果表明:该方法不仅有效改善了曲面零件成形后的表面质量,单件零件成形效率也明显提高,加工层数为30层时,成形效率提高19%,50层时,成形效率提高22%;优化方法得到的零件在平缓曲面处厚度更厚,该处零件厚度随着S0的增加而增加;优化方法导致的板料应变大于传统成形方法,且S0越小应变越均匀,但最终板料应变趋于一致。

基于金属板材渐进折弯成形的闭环控制系统性能分析

为了解决板材成形回弹问题,将自动控制理论中反馈控制的思想引入到板材渐进折弯成形过程.利用先进的控制技术来解决板材工件的精确成形.然而,闭环控制的稳定性、准确性和快速性会直接影响到系统的正常工作.针对闭环系统稳定性对工件成形品质的影响,建立了渐进折弯成形闭环控制系统模型.通过理论推导,利用小线性化处理及模型简化方法求解闭环系统传递函数及特征方程.采用离散根轨迹法并进行了Matlab/Simulink仿真试验,其结果表明,系统总增益等于一时能确保成形工件形状稳定、快速、准确收敛到目标形状.

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。

金属板材数控渐进成形工艺的研究进展

为了总结过去十几年国内外学者对板材数控渐进成形工艺技术的研究进展,对渐进成形工艺成形机理方面的研究成果进行了综述,分析了其材料变形的特点;全面概述了近年来国内外学者有关成形工艺参数对成形极限、成形精度、表面质量及能耗和效率的影响方面的研究成果,并介绍了国内外金属板材渐进成形装备的研究进展,最后对新兴的板材渐进成形工艺进行了总结概括。现有研究表明,成形件几何精度、表面质量和成形效率等方面的不足仍然是制约该技术广泛工业化应用的关键问题,同时渐进成形件的形性协同控制机理也亟待研究。