多点成形技术

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多点成形工艺技术

多点成形工艺技术

多点成形工艺技术

多点成形工艺技术是一种将材料通过多重点位进行连续成形的方法,它相对于传统的单点成形工艺更加高效和精确。多点成形工艺技术广泛应用于航空航天、汽车、电子、医疗器械等领域。

首先,多点成形工艺技术可以提高生产效率。传统的单点成形工艺需要通过多次定位和加工来完成产品的成形,而多点成形工艺可以同时进行多个点的成形,可以大大提高生产效率。例如,在汽车制造过程中,传统的车身焊接工艺需要多次定位来完成焊接,而多点成形工艺可以同时进行多个焊点的连接,大大提高了焊接速度。

其次,多点成形工艺技术可以提高产品质量。多点成形工艺可以通过同时施加多个力量在不同的点位上,可以更加均匀地分散应力,减少工件变形和缺陷的产生。在航空航天领域,多点成形工艺技术可以用于制造薄壁结构件,确保其在高温和高压环境下的稳定性和安全性。

此外,多点成形工艺技术还可以实现复杂形状的加工。由于可以通过多个点位同时施加力量,多点成形工艺可以实现对复杂形状的材料加工,如曲面、扭曲形状等。这在制造高精度的模具、工装等方面具有重要意义。多点成形工艺在医疗器械制造领域也可以应用,例如可以用于制造人工心脏瓣膜,以满足患者对个性化和精确化治疗的需求。

然而,多点成形工艺技术也存在一些挑战和局限性。首先是设

备和工艺的复杂性。多点成形工艺需要一个精密的控制系统来同时控制多个点位的加工,这对设备的制造和维护都提出了更高的要求。其次,多点成形工艺的优势在于可以实现多点同步加工,但是对于一些较大尺寸的工件,多点成形工艺可能并不适用,因为需要很大的力量来同时加工多个点位。

多点成形技术的发展和应用

多点成形技术的发展和应用
存 在 的 问题 和 建 议 。
关 键 词 :多点 成 形 ; 体 外板 ; 本 体 群 ; 形 方 式 船 基 调 中图 分 类 号 :T 0 G36 文献 标 识 码 : B
De e o v l pm e ta d a p ia i n o u t p i o m i g t c n l g n n p lc to f m li o ntf r n e h o o y —
摘 要 :多 点成 形 技 术是 柔性 成 形 技 术 的 一 种 , 于 实 现 准 确 的数 字 加 工 , 便 因此 在
行 业 尤其 是 造 船 业 意 义 重 大 。根 据 已 有技 术 和 最 新 技 术 进 展 详 细介 绍 了 多 点 成 形 术 的 组 成 , 本 体 群 的形 状 排 列 , 工缺 陷 和 对 策 , 基 加 串行 并 行 液 压 3种 调 形 方 式 和 加 系统 , 闭环 、 分段 和 多点 与 渐 进 结合 的 成 形 方 式 , 及 多 点 成 形 技 术 的发 展 动 态 , 以 目
H UANG _ n,CHEN n,W ANG a ,D I Yiku Xi K i NG u la Sh n—ing,ZH EN G e— a W ig ng
Ab t a t s r c :M ulip ntf m i e hn ogy i l xi e f m i e hn ogy,and i s e y t t- oi or ng t c ol s a fe bl or ng t c ol t i as o

多点数字化成形装备在国防工业中的应用研究

多点数字化成形装备在国防工业中的应用研究

多点数字化成形装备在国防工业中的应用研

随着科技的不断发展,数字化成形技术在国防工业中的应用日益广泛。多点数

字化成形装备作为数字化成形技术的重要组成部分,在国防工业中发挥着重要作用。本文将从多点数字化成形装备的概念、技术特点、应用领域和优势等方面,对其在国防工业中的应用进行研究和探讨。

多点数字化成形装备,简称为多点成形装备,是一种利用计算机辅助设计(CAD)和数字化控制(CNC)技术实现的数字化成形装备。它通过将物体的三

维模型通过CAD软件转化为控制程序,并通过CNC设备控制多个变形工具,从

而实现对物体的精确成形。该装备具有高精度、高效率、高灵活性和可重复操作等特点。

在国防工业中,多点数字化成形装备广泛应用于航空航天、军事装备制造

和兵器研发等领域。首先,多点数字化成形装备在航空航天领域中有着重要的应用价值。航空航天领域的零部件制造需要高精度的成形技术,而传统的加工方法往往无法满足要求。多点数字化成形装备能够根据设计要求快速制造复杂的零部件,具有灵活性和高效率的优势。其次,多点数字化成形装备在军事装备制造领域也发挥着重要作用。军事装备对精密部件的需求很高,而多点数字化成形装备能够通过控制多个变形工具实现高精度成型,能够满足军事装备制造的需求。此外,多点数字化成形装备在兵器研发中也具有广泛应用前景。兵器研发对于模型制造和产品快速成形的需求迫切,而多点数字化成形装备能够快速制造精确的模型和零部件,提高了研发效率和精度。

多点数字化成形装备在国防工业中的应用具有一些优势。首先,多点数字

化成形装备能够大大缩短制造周期。传统的制造方法需要进行多次加工和检验,时间消耗较长。而多点数字化成形装备在一次成形过程中即可完成多个工序,大大提

多点模具成形技术

多点模具成形技术

• 主要缺陷:压痕,起皱
• 挠曲变形的大小取决于挠曲变形刚度,刚度大,则变形小;刚度 小,则变形大。某一基本体对板材所作的功,使板材产生局部压 入变形及挠曲变形。当接触点处挠曲变形刚度很大时,挠曲变形 需要的变形力很大,挠曲变形很难产生,这时,大部分外力功使 板材产生压入变形,表面将出现压痕;当接触点处挠曲变形刚度 较小时(如板材较薄的情况),挠曲变形需要的变形力比较小, 挠曲变形极易产生,这时,若约束条件不合理,则将出现包络式 压痕。可见,理想的多点成形要求板材在成形过程中应始终保持 适度的挠曲变形刚度。
(1)无需另外配置模具,因此不存在模具设计、制造及调试费用 的问题与整体模具成形方法相比节省了大量的资金与时间;更重 要的是过去因模具造价太高而不得不采用手工成形的单件、小批 零件,采用此技术可完全实现规范的自动成形,无疑,这将大大 提高成形质量。
(2)用于成形板材的基本体群成形面形状,可通过对各基本体运 动的实时控制自由地构造出来,甚至在板材成形过程中都可随时 进行调整! 因而,这种成形方法的板材成形路径是可选择的,而 这是整体模具成形无法实现的功能!
4、模具可以重构
一、有重叠区的成形方法
二、过渡区变形协调的成形方法
剧烈 塑性变形和硬化
三、多道分段成形方法 应用实例:
路径优化
数字化渐进成形
多点成形模具的分类
半多点靠模成形法

无模多点成形技术在双曲面铝单板加工设备中的研究及应用

无模多点成形技术在双曲面铝单板加工设备中的研究及应用

无模多点成形技术在双曲面铝单板加工设备中的研究及应用

发表时间:2018-10-25T11:02:02.770Z 来源:《防护工程》2018年第13期作者:钟锦

[导读] 随着建筑外观的不断发展及变化,双曲面铝单板作为建筑幕墙装饰材料之一,应用越来越广泛

钟锦

佛山市保利来建材实业有限公司 528000

摘要:随着建筑外观的不断发展及变化,双曲面铝单板作为建筑幕墙装饰材料之一,应用越来越广泛,铝单板的双曲面一般采用手工或半手工加工成形。本文对幕墙装饰铝单板的产品特点进行分析,根据无模多点成形技术的原理,提出一种适用于双曲面铝单板加工的无模多点成形设备冲头群组结构。

关键词:双曲面铝单板;板材成形;群组结构;成形缺陷

随着世界经济的发展,人类对房地产及建筑大楼的功能、外观、设计风格要求越来越高,因而现代高端建筑的外观多采用艺术造型,摆脱过时的建筑样式的束缚,放手创造新的建筑风格。带艺术造型的建筑外观设计,多采用双曲面来实现,而铝合金板材其成形性、可焊性和耐蚀性均佳,经氟碳喷涂表面处理后的铝单板耐候性、保色性强,同时存在重量轻轻易于施工安装、强度够及耐火性能强等优点,固铝单板成为带有双曲面外观设计建筑装饰的主要材料之一。双曲面或称:三维曲面、自由曲面,其表面曲率从任意方向都是变化的,且无严格规律。

1.背景技术

幕墙装饰用双曲面铝单板一般都不成批量,以单件小批量产品为主,如采用模具成形不但成本高,而且产品变化时模具就需要更换,缺乏柔性,极大地延长了产品生产周期。因此,一般情况下双曲面板采用手工或半手工成形,手工成形存在质量差、精度低、效率低及劳动强度大等缺点,且加工出来的产品达不到理想的表面外观,难以满足高端市场对产品的要求。

多点成形技术的发展和应用

多点成形技术的发展和应用
于 板 材 光 滑 曲 面 的 形 成
1 金属 板 材 多 点成 形 技 术
多 点 成 形 ( 称 MP ] 基 本 原 理 是 将 传 统 的 模 简 F) 的 具 离散 成规则 排列 且 可调 高 度 的冲头 ( 基 本 体 ) 由 或 .
212 基 本 体 的 排 列 与 数 量 .I 同 一 侧 基 本 体 的 排 列 一 般 是 方 格 式 排 列 . 以 前 国
2 0 ( )6 — 2 0 7 4 :1 6 .
[] 胡祖尧 邓宏运 , 舟. 锰 钢铸造 生产及应用 实例 [ . 2 章 高 M]

北京 : 学工业出版社 化


2 0. 01
息 , 此 基 础 上 抓 住 矛 盾 的 主 要 方 面 , 出 正 确 的 判 在 作
断 并 给 出 相 应 的 对 策 , 通 过 生 产 工 艺 的 改 进 , 最 再 并 终 以产 品 检 测 和 使 用 的 结 果 来 验 证 。
装置将 待 加工工 件送 入并 定位 , 后 加压 成形 。 最
2 多点 成 形 加 工 机 主 要 系统 组 成
21 . 上 下基 本 体 群
2 11 基 本 体 形 状 ..
基 本 体 是 多 点 加 工 的 最 小 单 元 基 本 体 工 作 端 需 要
武汉理工大学 自主创新研究基金资助项 目( 编号:4 — 0 10 5 4 4 25 0 0 )

板材三维曲面多点成形技术

板材三维曲面多点成形技术

板材三维曲面多点成形技术

吉林工业大学!"##$%&李明哲陈建军隋振

’摘要(多点成形是一种板材柔性成形新技术)它在新产品的试制开发*多品种*小批量板类件生产*大型板材成形等诸多方面都显示出良好的潜力)本文探讨了多点成形的基本原理*技术特点和系列实用技术+并对多点成形的应用前景作了阐述)

关键词多点成形无模成形板材成形

随着航空*航天*舰船*汽车等生产行业飞速发展+金属板材成形件的需求量越来越大)尤其对于像飞机外壳*船体外板等大型金属三维曲面的成形+目前只能采用手工加工方法)其工作环境差*劳动强度高*生产效率低且较难获得精确的目标形状)因此+迫切需要开发能够迅速适应产品更新换代需要+自动化程度高*适应性广的板材成形新技术*新设备)多点成形是将多点成形技术和计算机技术结合为一体的先进制造技术)该技术利用了多点成形设备的,柔性-特点+不需要换模就可实现各种曲面的成形+从而实现无模成形.运用分段成形技术+可以利用小设备实现大型板材的成形+使生产效率大大提高)

基本概念

多点成形的基本原理是利用一系列规则排列的*高度可调的基本体+通过对各基本体运动的实时控制+自由地构造出成形面+从而实现板材三维曲面成形/见图!+$&)

多点成形技术涵盖的领域很广+包含了从多点成形原理*工艺*成形方法到多点成形设备的设计与制造等诸多方面)多点成形方法与传统模具成形方法的一个主要区别就是它具有,柔性-加工特点+即可以实时控制各基本体的位移和速度)利用这个特点+既可以在成形前也可在成形过程中改变基本体的相对位移状态+从而改变被成形件的变形路径及受力状态+以达到不同的成形结果)多点成形设备的这种柔性加工的特点与传统模具成形相比能为工件提供更多的变形路径的选择+从而能够实现如反复成形*分段成形等很多特色加工方法)

无模多点数字化成形技术与装备-吉林

无模多点数字化成形技术与装备-吉林

1无模多点数字化成形技术与装备

多点数字化成形是一种先进的板类件三维曲面成形技术。该技术利用计算机控制很多可调整高度的基本体,形成所需的成形曲面,代替模具实现板材快速、柔性成形。具有实现无模成形、改善变形条件、无回弹成形、小设备成形大型件、CAD/CAM/CAT一体化等特点。

多点数字化成形设备特别适用于尺寸多变、批量不大的大型板材曲面零件的生产,使生产简单化、柔性化,实现零件的快速制造。

多点成形设备的加工范围广、零件的成形精度高、成形质量好,可广泛用于飞机蒙皮、船体外板、车辆覆盖件、医学工程、压力容器、建筑装饰、城市雕塑等领域中各种曲面零件的制造。

传统的模具成形方式制造成本高,手工加工的质量难以保证。多点成形设备不需模具,功能全、性能好,市场前景非常广阔。用户购置该设备后,可节省大量的模具材料及模具制造费用,并可提高工效数十倍,缩短研制及生产周期,对产品的更新换代做出快速响应,取得显著的经济效益。

2多点数字化拉形技术

多点数字化拉形技术是将传统的整体拉形模具离散成规则排列的基本体点阵,形成数字化控制的多点模具,实现不同形状蒙皮件的数字化制造。吉林大学已经开发出尺寸为1200×800mm的多点数字化拉形装置,成形出多种合格的蒙皮件,取得了良好的效果。该装置由1536个基本体单元构成,具有八轴伺服控制系统,可同时调整6个基本体单元。这是目前正在运行的欧盟第六框架协议计划“基于多点成形方法的飞机蒙皮制造用数字化调整装置”国际合作项目的重要成果之一。

3液态道路沥青软包装成套设备及

新型沥青包装袋

_多点成形_为_鸟巢_解困

_多点成形_为_鸟巢_解困

中国工业报/2006年/6月/8日/第B03版

机床工具

“多点成形”为“鸟巢”解困

本报记者王斌

吉林大学无模成形技术开发中心日前收到一块浙江精工钢结构有限公司赠送的牌匾,上书:奥运“鸟巢”攻难关,多点成形显神通。

“鸟巢”是指2008年北京奥运会的主场馆和标志性建筑,因形状像鸟窝而得其名。该建筑为全钢结构,由于其工程浩大、形状独特、设计理念超前,因此权威人士公认建成后的“鸟巢”可与悉尼歌剧院相媲美。

多点成形指的是吉林大学无模成形技术开发中心研发和生产的无模多点成形设备。该设备实际上就是万能板材成形机,可不用模具就能生产出形状各异的覆盖件,从而节省模具制造时间,缩短开发周期(本报2005年7月14日曾对此进行了报道)。

多点成形锋芒初露

2005年6月的一天,吉林大学无模成形技术开发中心主任、归国博士李明哲教授在网上了解到一个信息,2008年奥运会的场馆建设遇到几个世界性难题急需解决,其中之一就是“鸟巢”工程的全钢主架构的钢结构成形难。而这正是李明哲的科研团队所研制的无模多点成形设备所能解决的。于是,他立即与已中标这一工程的浙江精工钢结构有限公司取得了联系。该公司很感兴趣,但要求他们做出原件三分之一的模型。尽管“鸟巢”所要加工的板材厚度变化大,从16~70毫米不等;形状复杂,表面弯曲度又各异,但李明哲和他的团队由于已成熟掌握了这项技术,因此只用一周时间就完成了模型,让对方感到十分满意。浙江精工钢结构有限公司决定订购一台SM150快速调整多点成形设备,并要求两个月交货。

其实,当时浙江精工内心并不托底,还做了两手准备。因为无模多点成形设备属世界尖端的高科技装备,完全由计算机控制,他们毕竟是首次应用。值得赞赏的是,浙江精工敢于应用新工艺和新技术。他们的想法是,若应用成功,可以节约大量资金,可以大大缩短工期,最重要的是能完全保证质量,把活儿做得漂亮,从而在举世瞩目的大工程中干出信誉,创出名气。就是失败了,也仅仅是损失几百万元。更何况这种可能性几乎没有。因为在这之前,他们已对李明哲和他的团队进行了深入的了解,也知道无模多点成形设备已成功应用在多个领域,如我国首台高速列车车头的覆盖件加工;重点军工科研项目钛合金外壳及飞机蒙皮加工等。

多点成形技术的发展和应用

多点成形技术的发展和应用
式 意义重大 。多点成 形技 术很 好地 解 决 了这
方面的问题 。
压头 , 其形 状如 图 2其 方形 头 部可 在 支撑 体 ,
凹槽 内 自由转 动使 方形 面能 与 任意 板材 曲面 相切 。这种基 本体 头部 与板 材形 成 面 接触 较 上一种 接触 面积 增 加 很 多 , 减 少 压 痕 的 发 可
本体 工 作 端 需 要 适 应 与 各 种 曲率 曲 面 的 接
触 , 外还 要 能 很 好地 调 整 基 本 体 的 竖 向 高 另 度 。 目前其 一 般形 状 如 图 1 。通 过 丝 杆 3的
旋转可 调 整基 本 体 的竖 向高 度 , 起 支 撑 作 也 用 。此种 基 本 体 头 部 为球 形 , 可 与 任 意 曲 故 面 的任 意部 位 形 成 点 接 触 , 由于 接 触 面 积 但 小 , 引起材 料应力集 中 , 生压痕 和皱褶 。 易 产
t 进结合的成形方式 , 多点成形技术的发展动态 目 以及 前存在的问题和建议。

+ + . .
t[ 关键词] 多点成形 船体外板 成形加工 基本体群 调形方式
+ + + 。+ + .+ . .+ . .+ . + + + + + + .+ . + + .+ . .+ . . + + . .+ . + .+ .
; [ 要] 多点成形技术是柔性成形技术的一种, 摘 便于实现准 确的数字 加工, 本文根 {

基于abaqus的板材多点成形起皱缺陷的数值模拟

基于abaqus的板材多点成形起皱缺陷的数值模拟
中国设备工程 2018.02(上) 115
Research and Exploration 研究与探索·监测与诊断
图2
图3
力应变情况,故网格要密一些,对于弹性垫,选择的是 C3D8R 实体单元,我们并不关心它的受力情况,但也 不宜划分的过疏,对于压边圈和基本体群,将其定义为 离散刚体,对于离散刚体来说,其是不会变形的,所以 理论上来说可以不划分网格,但实际上不划分会导致结 果不收敛,所以我们尽可能将网格划的疏一些,以加快 计算速度,单元选择 R3D4 的刚体壳单元。 3.3 边界条件设置
图1
2 板材起皱缺陷分析
起皱是板材成形的常见缺陷,无论是整体模具成 形,还是多点模具成形,都易产生起皱。而且起皱对板 材成形精度影响很大,是必须要解决的问题之一。起皱 实际上是板材受到切向压应力的作用,产生了受压失稳,
基金项目:高档数控机床与基础制造装备项目(04 专 项) 资 助: 大 型 船 舶 曲 面 分 段 流 水 线 关 键 工 艺 装 备 (2013ZX04003041)。
网格划分的好坏对有限元分析结果的精度有很大 影响。在网格划分的过程中有两点值得注意,一是网格 疏密的选择,对于我们不关心或者影响很小的部分,网 格可以划分的疏一点,加快计算机处理速度。对于应力 集中的部位,网格应该划分的密一些。二是单元的选择。 Abaqus 具有丰富的单元库,可以模拟大部分工程材料 的特性。以本文所用的模型来举例,对于薄板,我们采 用 S4R 壳单元来成形,因为我们最关心的是板材的应

无模成形技术简介

无模成形技术简介

无模成形技术简介

1.引言

无模成形是以计算机为主要手段,利用多点成形或增量成形的方法,实现板料的无模具塑性成形的先进智能化制造技术。

金属板料成形在制造业中有着十分重要的地位,该技术广泛应用于航空航天、船舶工业、汽车覆盖件和家电等生产行业,但传统的金属板料加工工艺都离不开模具,采用模具成形生产周期长,而且缺乏柔性,产品变化时就需要重新更换模具,这就延长了新产品的开发周期。而现代社会产品的更新换代非常迅速,如何快速、低成本和高质量地开发出新产品,是企业生存和发展的关键。为此,国内外许多学者都在致力于板料塑性成形新技术的研究,努力实现金属板料快速高效的柔性冲压和无模成形,以适应现代制造业产品快速更新的市场竞争需要。

2.研究概况

国内外许多学者都对板料塑性成形新技术进行了大量的研究,从无模多点成形和数字化渐进成形到喷丸成形、爆炸成形、激光热应力成形和激光冲击成形等,并取得了一定的成果。

2.1 无模多点成形

无模多点成形是利用高度可调节的数控液压加载单元(基本群体)形成离散曲面,来替代传统模具进行三维曲面成形的方法,是一种多点压延加工技术。此法特别适合于多品种小批量生产,体现了敏捷制造的理念。目前已在高速列车流线型车头制作、船舶外板成形、建筑内外饰板成形及医学工程等领域,得到广泛应用。与传统模具成形方法相比,其主要区别就是他具有“柔性”,可以在成形前也可在成形过程中改变基本体的相对位移状态,从而改变被成形件的变形路径及受力状态,以达到不同的成形效果。图2-1 为传统模具成形与多点成形的比较。图 2-2 为多点模具成形的过程。

多元材料多点式混合一体成形技术

多元材料多点式混合一体成形技术

多元材料多点式混合一体成形技术

一、概述

在当今制造业中,多元材料多点式混合一体成形技术是一种相对新颖的技术,它利用多种材料和多点混合方式,实现了多种材料的混合成形,为制造业带来了全新的可能性。这一技术的出现,为产品设计和制造提供了更多的可能性和灵活性,也为材料行业带来了全新的发展机遇。

二、技术原理

多元材料多点式混合一体成形技术的核心在于充分利用多种材料和多点混合的方式。传统的单一材料成形技术往往受限于材料的属性和性能,难以满足复杂产品的需求。而多元材料多点式混合一体成形技术则通过多种材料的混合使用,以及多点混合方式,使得产品的性能和功能得到了极大的提升。通过合理的比例和布局,不同材料之间可以形成互补和协同作用,从而使得产品的性能得到了全面的提升。多点混合方式也可以使得材料充分混合,避免了传统单一点混合方式下的材料不均匀现象。

三、应用领域

多元材料多点式混合一体成形技术在制造业中有着广泛的应用。在汽车制造领域,通过多元材料多点式混合一体成形技术,可以实现汽车车身的轻量化设计,提高汽车的燃油经济性和安全性。在航空航天领域,这一技术也可以应用于飞行器结构件的制造,使得飞行器的性能得到了显著提升。另外,在电子产品制造领域,多元材料多点式混合一体成形技术也可以应用于电子产品外壳的制造,提高了电子产品的耐用性和美观度。

四、个人观点

多元材料多点式混合一体成形技术的出现,为制造业和材料行业带来了全新的机遇和挑战。作为一名制造业工作者,我深切感受到了这一技术带来的变革。在未来的工作中,我将更加注重学习和应用这一技术,不断提升自己的专业能力,为公司的发展贡献力量。

多点成形-PPT课件

多点成形-PPT课件

二、多点成形的概念
2.1 基本原理
多点成形是一种板材三维曲面柔性成形的新技术,其基本原理是由一 系列规则排列的基本体点阵代替整体式冲压模具, 通过计算机控制来调整 基本体单元高度形成所需要的成型面, 实现板料的无模、快速、柔性化成 形,如图1所示。
图1 多点成形的基本体
2019/2/25
多点成形可分为多点模具、多点压机、半多点模具及半多点压机等4种有代 表性的成形方式,其中多点模具与多点压机成形是最基本的成形方式。 多点模具成形时首先按所要成形的零件的几何形状,调整各基本体的位置坐标 ,构造出多点成形面,然后按这一固定的多点模具形状成形板材;成形面在板材成 形过程中保持不变,各基本体之间无相对运动,如图2a所示。 多点压机成形是通过实时控制各基本体的运动,形成随时变化的瞬时成形 面。因其成形面不断变化,在成形过程中,各基本体之间存在相对运动。在这 种成形方式中,从成形开始到成形结束, 上、下所有基本体始终与板材接触, 夹持板材进行成形,如图2b 所示。这种成形方式能实现板材的最优变形路径 成形,消除成形缺陷,提高板材的成形能力。这是一种理想的板材成形方法,但 要实现这种成形方式,压力机必须具有实时精确控制各基本体运动的功能。
3.3 反复成形工艺
回弹是板材冲压成形中不可避免的现象,它是在板料成形卸载过程中发 生的现象,板材在外载荷作用下发生变形,其变形由塑性变形及弹性变形两部 分组成。当外载荷卸除后,塑性变形部分保留下来,而弹性变形部分则恢复。 这样在卸载过程中,成形件的形状和尺寸都将发生与加载过程中变形方向相反 的变化,这就是板材产生弹性回复的原因。在多点成形中,可采用反复成形的方 法减小回弹并降低残余应力。 反复成形的过程如图7所示,首先使变形超过目标形状, 然后反向变形并 超过目标形状,再正向变形;以目标形状为中心循环反复成形,直至收敛于目 标形状。

非规则曲面多点数字化成形技术的发展

非规则曲面多点数字化成形技术的发展

fr n q i me ti 1 9 s o mig e u p n n 9 0 .Re e r h i ain wh c n l dn o mig te r ,fr n e u p n a d o mi g s a c st to ih i cu ig f r n h o y o mig q i me t n fr n u p o e s wa e c ie .De eo me tte d o l — on r c s s d s rb d v l p n r n f mu t p i t ̄r n s p i td o t ag s ae  ̄r n ,p e iin i mi g wa one u,lr e- c l mi g rcso
fr iga dc niu u  ̄r n en ei otn e eo me t i cin o n n o t o s migb igt m n h mp r t v lp n r t . a d de o
Ke wor s:mut— on y d li p i t ̄r n ;dgtl ̄r n ; ̄r n q ime t d v lp n rn mig ii a mi g mig e up n ; e eo me tte d
DOI: 1 .7 8 0MEI 01 2 0 .0 6 03 8 / 2 8 50 0 1
De eo me t fMut p itDii l O mig T c n lg rFr eo m r c v lp n l- o n gt r n e h oo y f e f r Su f e o i Βιβλιοθήκη BaiduF o a

多点成形

多点成形

精密化: 目前多点成形技术在薄板成形与复 杂工件成形方面取得了明显进展,已经 能够用厚度为0.5mm 甚至0.3mm 的板料 成形曲面类工件,而且能够成形像人脸 那样比较复杂的曲面(图3)。随着多点 成形技术的逐渐成熟,正在向精细化方 图3 人脸成形实例 面发展,其成形精度也将得到更大提高。 连续化: 多点调形技术与连续成形技术的结合可以实现连续柔性成 形。其主要思路如下:在可随意弯曲的成形辊上设置多个控制点 构成多点调整式柔性辊,通过调整控制点形成所需要的成形辊形 状,再结合柔性辊的旋转实现工件的连续进给与塑性变形,进行 工件的无模、高效、连续、柔性成形。基于这种新的成形原理, 已经开发出柔性卷板成形装置,并且实现了多种三维曲面的连续
3.反复成形工艺
回弹是板材冲压成形中不可避免的现象,在无模成形中利用基体 群成形面可变的特点,可采用反复成形的方法减少回弹并降低残余 应力。首先使变形超过目标形状, 然后反向变形并超过目标形状,再 正向变形;以目标形状为中心循环反复成形,直至收敛于目标形状。
4.多道成形工艺
对于变形量很大的零件,可逐次改变多点模具的成形面形状,进行 多道次成形。其基本思想是将一个较大的目标变形量分成多步,逐渐 实现。通过多道次的成形,将一步步的小变形,最终累积到所需的大 变形。 通过设计每一道次成形面形状,可以改变板材的变形路径,使各部 分变形尽量均匀,使板材沿着近似的最佳路径成形,从而消除起皱等 成形缺陷,提高板材的成形能力。因此,多道次成形也可看成是一种 近似的多点压机成形。 当成形件上出现轻微的皱纹或皱折时即认为达到了板材的成形 极限,板材的成形能力可由达到成形极限时的变形量来反映,多道次 成形时板材的成形能力得到提高。
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多点成形技术
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4 parts
背景 概念 成形工艺

应用
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1 背景
三维曲面板类件

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1 背景
三维曲面板类件传统成形方法: 大批量 模具成形 费用高、周期长、不利于产品 更新换代 多品种、小批量 手工成形 效率低、劳动强度大

传统成形方法无法满足现代制造业高速发展的要求
多点成形技术

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2 概念
2.1 基本原理 多点成形(multi一point forming简称MPF),是一种板材 三维曲面柔性成形的新技术。 整体式冲压模具 一系列规则排列的基本体点阵 计算机控制调整基本体高度,形成所需要的成型面 基本体的行程可分别调节 柔性 优势

(c)多点成形的基本体

成形前把基本体调整到适当位置,使基本体群形成制品曲面的包络面,
成形时各基本体间无相对运动。基本体不是始终与板材接触。 特点:装置简单,容易制作成小型设备。需要较长时间调整各基本体,

调整精度也不易保证。

图3 成形原理图

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2 概念
2.3.2 多点压机成形基本原理
ຫໍສະໝຸດ Baidu
实时控制各基本体的运动,形成随时变化的瞬时成形面。在成形过程中,

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2 概念
2.2 系统基本构成 加载机构——板材成形

调整机构——调节基本体行程
多点成形压力机

}+

上、下基本体群

图2 一个基本的多点成形装备 5/17

2 概念
2.3 分类 多点模具成形 多点压机成形 半多点压机成形 半多点模具成形

多点成形

{

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2 概念
2.3.1 多点模具成形法基本原理

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3 成形工艺
3.1 一次成形工艺
根据零件的几何形状并考虑材料的回弹等因素设计出成形面,在成形前调整 各基本体的位置,按调整后基本体群成形面一次完成零件成形。

3.1.1 中、厚板成形
对于中、厚度板,变形不太剧烈曲面零件,可直接进行多点成形,不需要压边。

3.1.2 薄板成形
起皱缺陷是薄板曲面件多点成形中的关键技术问题。起皱产生于板材塑性 失稳,在传统板材成形中,通过采用压边圈改变板材的受力状态与约束状态,从而 消除起皱。在多点成形中,也需采用压边技术抑制起皱的产生。图5为薄板多点成 形示意图,其压边装置由数十个液压缸分别控制。

3 成形工艺
3.3 反复成形工艺 回弹是板材冲压成形中不可避免的现象,在多点成形中 , 可采用反复成形的方法减小回弹并降低残余应力。 首先使变形超过目标形状, 然后反向变形并超过目标形 状,再正向变形;以目标形状为中心循环反复成形,直至收敛 于目标形状。

图7 反复成形

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4 应用


多点成形(新的冲压成形技术)应用: 我国吉林大学在2000年研制出多点成形机,其无模成形技术 开发中心随后开发出一系列商用多点成形设备,已成功应用 于多个领域。



覆盖件分成50~80块不同曲面,每一块曲面都要分别成形后 进行拼焊。

图8 高速列车流线型车头

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4 应用


鸟巢建筑工程中的应用 “鸟巢”大量采用由钢板焊接而成的箱形构件,其不同部位 的弯曲与扭曲程度不相同, 成形厚度从10mm变化到60mm。

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4 应用


医学工程中的应用 人脑颅骨受损伤后,需要进行颅骨修补手术,目前较常用 的方法是在颅骨缺损处植入用钛合金网板成形的颅骨修复 体。在手术前按照患者的头形与手术部位成形钛合金网板。 颅骨修复体的多点数字化成形技术已经应用于长春、哈尔 滨、北京、天津及上海等城市的多家医院。

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3 成形工艺
薄板件多点成形时不仅需要设计基本体群成形面,还需 要正确设计压边型面并选择压边力。

图5 薄板多点成形示意图 11/17

3 成形工艺
3.2 分段成形工艺 分段成形通过改变基本体群成形面的形状,逐段、分区 域地对板材连续成形,从而实现小设备成形大尺寸、大变 形量的零件。

图6 分段成形 12/17
各基本体之间存在相对运动。基本体始终与板材接触。 这是一种理想的板材成形方法,但要实现这种成形方式,压力机必须具有

实时精确控制各基本体运动的功能。
设备昂贵

图4 成形原理图

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2 概念
2.3.3半多点模具成形和半多点压机成形

只调整一半的基本体高度。另一半基本体群高度则采用
液压油缸等被动方式控制。 简化了控制系统
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