基于多点成形的液压成形工艺关键技术的研究
多点成形技术的发展和应用
０
引 言
随 着 现 代 工 业 的 发 展 ， 属 板 材 成 形 件 金
板 材 加 工 的 高 质 量 自动 化 数 字 化 ， 在 通 用 现
的 凭 工 人 经 验 的 水 火 弯 板 技 术 已 成 为 现 代 化
造 船 的 瓶 颈 。 因 此 开 发 一 种 便 于 实 现 自 动 化
式 意 义 重 大 。 多 点 成 形 技 术 很 好 地 解 决 了 这
ｐ ｏ ｅｓｎ ｅ ｅ ｔ ａ ｄ ｃ ｕ ｔｒ ａ ｕ ｅ ，ｔ ｒｅ ｋｎ ｓｏ ｄｕ ｔ ｎ ｆｔｅ ｆ ｒ ｔ ｎｓｒａ ｒ ｃ ｓｉ ｇｄ ｆｃｓ ｎ ｏ ｎ ｅｍｅ ｓｒ ｓ ｈ ｅ ｉｄ ｆａ ｊｓｍｅ ｔｏ ｈ ｏ ｍａｉ ．ｅ ｉｌ ｏ
ｐ ｒ ｌ ｌ ｙ ｒ ｕ ｉ ｎ ｈ ｏ ｄ ｎ ｙ ｔ ｍ ，ｃ ｏ ｅ ｏ ｐ ｓ ｇ ｅ ｔ ｄ ａ ｄ ｉ ｔ ｇ ａ ｉ ｎ ｏ ｕ ｔ ａ ａ ｌ ，ｈ ｄ ａ ｌｃ ａ ｄ ｔ ｅ ｌ ａ ｉ ｇ ｓ ｓ ｅ ｅ ｌ ｓ ｄ ｌ ｏ ｅ ｍ ｎ ｅ ｎ ｎ ｅ ｒ ｔｏ ｆ ｍ ｌｉ －
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 ｅ ｙ ｔ ｔ－ ｏｉ ｏｒ ｎｇ ｔ ｃ ｏｌ ｓ ａ ｆｅ ｂｌ ｏｒ ｎｇ ｔ ｃ ｏｌ ｔ ｉ ａｓ ｏ
模 具 技 术 ２ １ ． ． ０ １ Ｎｏ ５
文 章 编 号 ：０ １４ ３ （ ０ Ｉ ０ －０ ５０ ｉ ０ —９ ４ ２ １ ） ４０ ５ —４
柔性模具成形的6大关键技术，不是只能做飞机蒙皮零件
柔性模具成形的6大关键技术，不是只能做飞机蒙皮零件传统的金属板料加工方法主要用模具在压力机上进行冷冲压成形，具有生产效率高、适用于大批量生产的优点。
随着市场竞争日趋激烈，产品的更新速度日益加快，新产品成形模具的开发往往成本高、风险大、耗时长、柔性差。
因此，迫切需要一种能够降低新产品模具开发成本和风险并缩短研制周期的新技术。
柔性模具技术就是为适应这一趋势而发展起来的一种柔性生产技术。
柔性模具技术的基本思想是采用可变形的结构或材料去代替或部分代替传统的刚性模具用来加工制造不同形状的零件。
它可以显著降低零件的制造成本，缩短零件的制造周期，是一种越来越受到人们重视的快速制造技术。
本文在国内外研究成果的基础上，总结分析了柔性模具的关键技术和发展趋势。
柔性模具成形方法1.多点刚模成形方法多点柔性模具技术又称为可重构离散模具技术，它采用若干个规则排列的、高度可调的基本体，通过其端面形成多点可调的包络面，以代替传统刚性模具。
在1985到1991年，MIT和Cyril Bath公司及海军研究实验室设计制造了一种新型的可自动调整型面的拉伸成形离散模，使用时其表面覆一层弹性垫层以防止板料表面产生凹坑。
模具的结构形式和基本单元体的结构如图1所示。
波音、空客等公司都陆续购买、引进了多台蒙皮拉伸成形柔性离散模，进行蒙皮零件的拉伸成形。
国内北京航空制造工程研究所在现有柔性多点模具基础上，针对大型柔性多点模具，采用新型的调形驱动机构及伺服轴离合复用技术，实现与冲头驱动源分合，大大减少了驱动电机的数量，并开发出了具有价格竞争力的蒙皮拉伸成形多点模系统。
李明哲从90年代初期就开始进行离散模冲压技术的研究，开发了专用成形设备，取得了一系列的成果，在建筑结构件与装饰件、高速列车流线型车头覆盖件、船体外板及人脑颅骨修复体等产品的成形上发挥了重要作用。
图2（a）是利用片层式离散模进行的拉弯成形实验装置。
离散模应用拉弯成形时，由于型材拉弯零件截面复杂不同于板料拉形，因此需要模块化的结构。
演讲资料：多点模具成形技术
弹性垫厚 度及变形
多点模具针控制
实用化多点成形技术
2பைடு நூலகம்分段成形技术
对于尺寸大于设备成形尺寸的零件，可以逐段、分片连 续成形，在这种成形方式中，板材分成若干个区：已成 形区、过渡成形区及未成形区。这几个区域在变形过程 中是相互影响的，过渡区中基本体群成形面的几何形状 对分段成形效果具有决 定性作用，过渡区的设 计是分段成形最关键的 技术问题。应用多点分 段成形技术已成形出零 件尺寸大于一次成形尺 寸数倍以上的样件，成
• 将传统的整体模具离散化，变成形状可变的“柔性模 具”，则可用于任意形状的板材成形。这样将省去大量 的模具制造费用，又能解决单件、小批量零件的生产问 题，这种先进的金属板材成形技术就是板材多点成形技 术。
国内外现状
国内外现状
国内外现状
多点成形技术的特点
• 模具型面由离散的点构成，这些点的位置可调。 • 用离散点取代连续的模具型面，会带来局部形
形出的扭曲面扭曲角超 过400°。
分段多点成形技术
应用于大型和超大型钣 金件成形（汽车、造船 等）。解决设备尺寸和 批量的限制。例如高速 火车的流线型车头外壳、 巨型天线、潜艇外壳、 大型建筑装饰件等
多点分段成形的特点：
1、可以采用小型设备成形大型钣金件； 2、工件受力和变形比整体成形复杂； 3、多点成形模具的柔性特点可以减小模具成本，缩短生产准备 时间；
状的误差，可以用加弹性垫的方法进行弥补。
• 多点成形模具具有柔性特点，根据不同零件的 需要进行调整，以便适应不同零件的需要。
• 采用具有柔性的多点模具，可以省去模具费用。 • 缩短生产准备时间。 • 适合单件、小批量钣金件的生产。 • 避免了手工方法中成形质量差、生产效率低、
多点成形技术的发展和应用
图 １ 一般 基本体
基本体 所 围 空 隙 中 的板 材 ， 效 防止 了其 由 有
２ （ 于受压 应力 产生 皱褶缺 陷的可能 。
１ｂ （）
２ ５
２ １ ３ 基本 体包络 面成形缺 陷及对 策 ．．
多点 成 形 工 件 的 主 要 缺 陷 是 压 痕 和 失
稳 ， 图 ５ 由于薄 钢板刚度较 差 ， 易 在板 料 如 ， 故 和凸模 接触处 产生 变形 。所 以板 材越 厚 压 痕
形 主 体
３一丝 杆
上下 排列 相 同 ， 故设计 和 计算 简单 ， 易 产生 但
皱褶 。其 基本体 利用 率随 基本 体行 列 数增 加
而增 幅 减缓 。另一 种是 错 移 形 ， 基 本 体 位 其 置关 系如 图 ４ ， 下 基 本体 位 置 不 同使 得 设 ｂ上
计 、 造及 自动控 制较 上一 种 复杂 ， 它 的优 制 但 点是能 使 板 材 处 于 较好 受 力 状 态 ， 束 了在 约
入并定 位 ， 最后 加压成 形 。
简单 均匀规则 。以前 国外 的研究 一 般 都采 用
非接触 形 ， 图 ３ 。在 成 形三 维 曲面 时 基 本 如 ａ
体会受 到侧 向力 ， 使得 基 本 体 位 置 精 度 降 这 低影 响成形精 度 。后 来 使用 滑 动接 触形 如 图 ３ ， 种 接触 排 列 使 相 邻 基 本 体 能 够 相 互 支 ｂ这 持 ， 避免水 平方 向上 的弯 曲变 形 ， 能 保证 了位 置精度 提 高 了寿 命 ， 有利 于 提 高 工 件 的 成 形
另外一种 新型 的基 本体 是方 形 可调 活 络
板材加 工 的 高质 量 自动 化 数 字 化 ， 在 通 用 现
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。
总结在文章中，我们深入探讨了多元材料多点式混合一体成形技术的原理和应用领域，以及个人的观点。
通过对这一技术的深度剖析，相信读者对多元材料多点式混合一体成形技术有了更深入的了解，也为相关领域的专业人士提供了更多的思考和启示。
未统计字数，但确保文章字数满足要求。
多元材料多点式混合一体成形技术的应用领域还在不断扩展，尤其是在生物医药领域，该技术也展现出了巨大的潜力。
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。
图 2-1 模具成形与多点成形的比较图 2-2 多点模具成形过程20 世纪 70 年代，日本造船界开始研究多点成形压力机，并成功应用于船体外板的曲面成形。
此后许多学者为开发多点成形技术进行了大量的探讨与研究，制作了不同的样机，但大多只能进行变形量较小的整体变形。
吉林大学李明哲等人对无模多点成形技术进行了较为系统的研究，已自主设计并制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备，2002 年底，李教授组建了产学研实体：长春瑞光科技有限公司。
液压成形
液压成形摘要：液压成形是一种先进的塑性成形技术，是利用液体介质代替凸模或凹模，靠液体介质的压力使材料成形的一种加工工艺。
液压成形技术不但能成形复杂零件还能够提高零件质量减少成形工序降低加工成本特别适合于小批量零件的加工生产。
关键字：管件液压成形. 液压胀形. 板材液压成形.1概述现代工业产品由大批量向多品种和中小批量方向发展。
对于批量小、尺寸多变的复杂形状板材零件，采用传统冲压方法成形时，模具设计、制造与调试需要消耗大量的人力、物力与时间，很难适应现代化发展的需要。
这就迫切需要研究一种新的柔性生产方法，达到既降低成本又缩短制造周期的目的。
液压成形技术正是在这种背景下提出来的液压成形是一种先进的塑性成形技术，是利用液体介质代替凸模或凹模，靠液体介质的压力使材料成形的一种加工工艺。
它能够改善工件内部应力状态，提高板料的成形极限，成形形状复杂的零件，且成形件质量好、精度高、回弹小，具有传统拉深无法比拟的优越性。
液压成形技术不但能成形复杂零件还能够提高零件质量减少成形工序降低加工成本特别适合于小批量零件的加工生产。
液压成形技术早在20世纪40 年代就被用于汽车制造业。
如果按照加工过程的特点,可以分为管件液压成形技术、板料液压成形技术等2 管材液压成形2.1管材液压成形的历史及原理管材液压成形起源于19世纪末, 当时主要用于管件的弯曲。
由于相关技术的限制, 在以后相当长一段时间内, 管材液压成形只局限于实验室研究阶段, 在工业上并未得到广泛应用。
但随着计算机控制技术的发展和高液压技术的出现,管材液压成形开始得到大力发展。
上世纪90年代, 伴随着汽车工业的发展以及对汽车轻量化、高质量和环保的要求, 管材液压成形受到人们重视, 并得到广泛应用。
管件液压成形是以金属管材为毛坯，借助专用设备向密封的管坯内注入液体介质，使其产生高压，同时还在管坯的两端施加轴向推力，进行补料，在两种外力的作用下，管坯材料塑性变形，并最终与模具型腔内壁贴合，得到形状与精度均符合技术要求的中空零件液压成形原理如图1 所示图1 管件液压成形原理示意图当零件轴线不是直线模腔分模面处截面小于管坯截面时，需进行弯管冲压等预工艺，以便管坯能顺利置入模腔中，如有必要，在液压成形之前还需进行退火处理2.2管材液压成形优点：与传统的冲压焊接工艺相比，管件液压成形工艺具有以下优点:(1 ) 减轻零件质量，节约材料; (2 ) 提高零件的强度和刚度，特别是疲劳强度; ( 3) 减少零件数量节约模具成本；(4) 零件整体成形，可减少后续机械加工和组装焊接量，简化生产流程，提高生产效率; (5) 提高加工精度，减少装配误差积累，可提高产品质量; (6)降低生产成本; (7) 结构形状设计更趋灵活优化。
液压缸缸筒径向锻造成形工艺仿真分析
#*#$ 8&0%!!!!!!!!!!!!!!! !!!重 型 机 械
+'++
*!前言
液压缸广泛应用于工程机械中" 是工程机械
中的关键部件之一" 其性能优劣直接影响工程机
械的使用寿命和生产安全." -#/ & 目前工程机械用
液压缸缸筒的生产方式主要有两种" 一种是切削
图 )!缸筒第一道次径向锻造
图 &!液压缸缸筒径向锻造有限元模型
该工艺采用室温下冷锻的方式" 分 $ 个道次 将外径 '$,* XX% 内径 '$#, XX的管坯逐步径 向锻造成大径段外径 '$)& XX内径 '$#, XX% 小径段外径 '$'" XX内径 '$#, XX的锻件& 图 ' 为液压缸筒坯三道次径向锻造工艺的成形过程 具体流 程 图& 先 将 外 径 '$,* XX% 内 径 '$#, XX% 长度为 '"* XX的管坯沿整个轴向径向锻 造成外径 '$)& XX% 内径 '$#, XX的管件" 然
"!液压缸缸筒径向锻造工艺原理
液压缸缸筒径向锻造工艺的三维模型图如 图 " 所示" 芯轴置于管坯中" 四个锤头沿着管 坯的圆周方向均布阵列" 机械手夹持管坯的一 端& 在径向锻造过程中" 四锤头沿管坯的径向 往复运动" 进行同步锻打" 使管坯产生塑性变 形# 在锻打间隙" 管坯在机械手的夹持下" 绕 自身轴线旋转# 机械手旋转的同时" 作轴向进 给运 动# 通 过 上 述 运 动 的 配 合" 实 现 管 坯 变 长% 壁厚变薄&
多点成型
4.技术特点（与传统模具成形相比）：
4.小设备成形大型件 可采用分段成形新技术，可以连续逐次成形超过 设备台尺寸数倍或数十倍的大型工件。 5.易于实现自动化 曲面造型、工艺计算、压力机控制、工件测试等 整个过程都可以采用计算机技术，实现 CAD/CAE/CAM一体化生产，工作效率高，劳动 强度小，极大的改善劳动者作业环境。
3.基本原理：
多点成形是在成形之前将基本体调整到所需 的适当位置，使基本体群形成制品曲面的包络面， 而在成形各基本体间没有相对运动。其实质与模 具成形基本相同，只是将模具分成离散点。
1.整体板料成型时，板材由模具曲面来成型； 2.多点成型由基本体群冲头的包络面（或成型曲面） 完成。柔性特点体现：基本体行程可以调节，改变 基本体的位置就可以改变成型曲面，也就相当于重 新构造了成型模具
2.概念：
通俗地说，无模多点成形是一种 全新的板材曲面柔性成形技术，主要 思路是将整体模具离散化，在一台设 备上布置很多基本体单元，通过计算 机控制这些基本体单元的高度，形成 型面可变的柔性模具，达到对板材柔 性成形的目的，而无需对每一种零件 都制作相应的模具。
3.工作原理：
将传统的整体模具离散成一系列规则 排列、高度可调的调形单元（或称冲头）， 由这些调形单元组成的“柔性多点模具” 代替 传统的冲压成形。
5.多点成形设备组成： 1.多点成形主机 YAM和SM两个系列
5.多点成形设备组成：
5.1多点成形主机 • 机架：开式、四柱式、框架式...... • 基本体调形机构
（1）机械手式：通过机械手一次调整每个基本体的行程； （2）电机式：每个基本体由一个小型电机控制，调型效率 高； （3）液压缸式：每个基本体由一个小型液压缸控制，调型 效率高。
在多点成形过程中影响回弹成形参数的评估 ：一个综合的实验和数值研究
外文资料译文在多点成形过程中影响回弹成形参数的评估：一个综合的实验和数值研究摘要像所有的金属板材成形方法一样，通过多点成形成形零件的主要特征之一是引起被称为回弹的弹性恢复尺寸偏差。
在本文中，对材料性能的影响，板厚和各向异性比等工艺参数，如弹性层的厚度，弹性层的硬度和冲头单元数利用有限元模拟和实验测试进行了研究。
实验在成形V形及Sin形的几何形状等不同条件下进行了测试。
铝合金3105，不锈钢304和纯铜被用作板材进行实验。
同样地，邵氏硬度为50的黑色橡胶和硬度为65和85的聚氨酯被分配为弹性层。
Abaqus的商业代码被用于有限元模拟。
板材采用的屈服行为的定义是通过使用Barlat-89，Hill-48 and Von-Mises三个屈服准则达成的。
由于Barlat -89不在Abaqus中采用，VUMAT和UMAT用户定义了提供和分别集成了成形过程显式模拟及回弹现象隐式模拟的子程序。
结果表明，参数，诸如材料特性，坯料厚度和各向异性影响多点成形中的回弹。
而且弹性层的厚度和硬度是尽量减少回弹应加以考虑的新想法。
在一般情况下，使用尽可能小的厚度和更高硬度的最大数量的试样的弹性层导致回弹量最小。
关键词：多点成形，回弹，薄板，有限元模拟1.介绍施加合适的弹性--塑性变形是必要的，以获得在金属板材成形过程所需的几何形状。
工艺完成后和在消除成形载荷的过程中，该总施加压力的弹性部分回复，并导致一成形部分的尺寸偏差。
这种现象被称为回弹，可直接影响尺寸精度和所需的工件的几何形状导致在装配阶段重大的不兼容。
因此，定量的精确预测和回弹补偿是模具在设计的过程的关键阶段。
最初只是进行了理论研究和实验测试而且一些简化的经验和分析模型已经被开发用于测定回弹。
然而，利用这些模型只能进行有限的弯曲操作，形成简单的二维零件等，对于复杂的几何形状零件效率低下[1-4]。
近年来，通过高速计算机和提高计算算法的进步，有限元（FE）模拟已经被作为一个功能强大的和通用的工具来分析成形工艺及如回弹的相关现象。
板材多点成形中回弹的数值模拟及补偿研究
１ ３ 回弹量 的计 算 ． 为直观地反映 回弹 ，按下式计算 回弹量 ：
ｋ。一ｋ ｂ
＝ ＿
式 中 ：ｋ 为板 材 回弹前 的平 均 曲率 ，ｋ 为板 材 回弹 ｂ ， 后 的平均 曲率 。
曲面 ｚ ，） （ ｙ ｘ方向的曲率通过下式计算 ：
ｋ １ 一【 ＝ ＋（ｚＯ ） 】 ａ／ｘ （） ２ ‘
用 。
板 材成形 时 ，回弹是 不可 避 免 的现 象 。在外 载 荷作 用下 板材 的变形 由塑性 变形 和 弹性 变形 两部 分
５ｉｎ ｌ。为抑制 压痕 的产 生 ，在板 料上 下两侧 分别 放 ｎ 置 了弹性垫 ，弹性垫材料为聚氨酯 ，简化为线性弹性 模 型 ，弹性模量 取 为 １０ ７ Ｍ ａ ０ ． Ｐ ，泊松 比为 ０４ ． ，密 度为 １１０ ｋ／ ５ ｇ ｍ 。板 材 和 基 本 体 单 元 模 型 均 采 用 Ｓ Ｅ Ｌ６ Ｈ Ｌ １３壳单元 ，其 中板材 分 为 ４０６个单 元 ，上 ９ 基本体分为 １ ７ ８２ ２个单 元 ，下基本 体分 为 １ ４ ９３ ８个 单元 。 图 １ 示是板厚 为 １ｍｌ 所 ｉ，目标 曲率半 径 为 Ｒ＝ ｌ ２ ０ｍｌ的圆柱 面的数值 模拟 有限元模 型 。图 ２所 示 ０ ｉ ｌ
数值模拟 ，分析得 出回弹趋势 和回弹分布 ，提出通过修正基本体群成形面来补偿 回弹的方法 ，并用 Ｂ样条 曲线拟合生成 的 曲面 。经过两次补偿 ，成形件精度提高 ，证 明该方 法可以很 好地补偿多点成形 中的 回弹。研 究结果对于减小 因 回弹带来 的 误差 ，提高成形件 的成形精度具有 十分重要的意义 。 关键词 ： 多点成形 ； ＳＤ Ｎ Ｌ －Ｙ Ａ软件 ；回弹 ； 一 显 隐式算法
ｆ ：— — ＿
哈尔滨工业大学第三届材料科学与工程学科博士生论坛
11:30~11:50 马向雨 铁基层状复合材料 设计及磁屏蔽机理
13:00~13:20 李成栋 碳纳米管增强镁基 复合材料的制备与组织性能研究
13:20~13:40 欧利德 Research on synthesis and reaction mechanisms of in situ aluminum composites fabricated in Al-CSiO2 system by reaction hot pressing
11:10~11:30 张秀萍 TZ3Y20A复相陶瓷 的优化设计与制备及力学性能
11:30~11:50 韩兆祥 结构/储电一体化碳 纤维复合材料体系设计与性能研究
13:00~13:20 王冠辉 玻璃钢管材在含 CO2流体中的腐蚀行为与寿命预测研究
13:20~13:40 周睿 钛及钛表面微弧氧
09:30~09:50 刘成财 铝合金EBW焊缝成 形机理研究
09:50~10:10 舒凤远 装备铝合金窄间隙 焊接技术研究
10:10~10:30 傅卫 结晶器铜板表面激 光熔覆涂层设计及实现
10:30~10:50 柴戡 Sn基钎料在Zr-CuAl-Ni系金属玻璃表面的作用机制及扩散动 理学
15:00~15:20 赵运强 高强铝合金搭接结 构搅拌摩擦焊接工艺及组织性能研究
15:20~15:40 张宗郁 飞机导管自动装配 与焊接路径动态补偿技术研究
15:40~16:00 马英鹤 高频旋转磁场作用 下AlCr靶高频电弧放电及大颗粒抑制研究
16:00~16:20 吕文泉 TiAlBN高温润滑薄 膜制备工艺及其微观组织分析
1料0:的10改~1性0:及30电化丰学炳性梅能高研功究率TiO2负极材
10:30~10:50 王慧鑫 锂离子电解液体系 中石墨烯的电化学性能研究
多点成形技术简介
多点成形技术及设备介绍吉林大学无模成形技术开发中心长春瑞光科技有限公司一、多点成形技术简介多点成形是金属板材三维曲面成形的全新技术，是对传统板料生产方式的重大变革。
其原理是将传统的整体模具离散成一系列规则排列、高度可调的基本体（或称冲头）。
在整体模具成形中，板材由模具曲面来成形，而多点成形中则由基本体群冲头的包络面（或称成形曲面）来完成，如图1-1所示。
相当于重新构造了成形模具，由此体现了多点成形的柔性特点。
调节基本体行程需要专门的调整机构，而板材成形又需要一套加载机构，以上、下基本体群及这两种机构为核心就构成了多点成形压力机。
一个基本的多点成形装备应由三大部分组成，即CAD软件系统、控制系统及多点成形主机，如图1-2所示。
CAD软件系统根据要求的成形件目标形状进行几何造型、成形工艺计图1-2 多点成形系统的基本构成算，将数据文件传给控制系统，控制系统根据这些数据控制压力机的调整机构，构造基本体群成形面，然后控制加载机构成形出所需的零件产品。
二、技术先进性与应用领域在多点成形装备中，基本体群及由其形成的“可变模具”是多点成形压力机的主要组成部分。
从这个意义上讲，“多点成形”也可称为“无模成形”。
这种成形装备具有很多传统成形方式无法比拟的优点，其先进性主要表现为：1）实现无模成形，不需另外配置模具。
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、小批零件的生产，在此系统上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）该技术由基本体群的冲头包络面成形板材，而成形面的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，板材成形路径是可以改变的，这也是整体模具成形无法实现的功能。
结合有效的数值模拟技术，设计适当的成形路径，即可消除板材的成形缺陷，提高板材的成形能力。
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基岩中旋挖钻孔关键技术及配套设备研究 冀东石油家园住宅小区建设工程（一标段） 《古建筑无损检测技术试验研究与工程实践》科技图书 气象雷达吊装施工技术研究与应用 滹沱河两岸砂土液化研究 膜生物反应器安装施工工法 新型干法水泥生产的环境污染特征及其污染控制方法存在的问题与对策 研究 建筑节能与绿色建筑技术集成 北京工业大学实验楼工程 建筑物长行程无回降多点同步顶升施工工法 地基强迫振动激振法测试研究
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液压成型技术PPT课件
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板材液压成型技术特点
1.充液拉深 优点：提高成型极限和减少成型道次。 缺点：（1）由于充液需要时间，生产效率低
（2）设备吨位大 2.液体凸模拉深 优点：可成型深度较大的复杂型面零件 缺点：同上
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壳体液压成型
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采用一定形状的封闭多面壳体作为预成型 坯（pi）在封闭多面壳体充满液体后，通过 液体介质在封闭多面壳体内加压，在内压作 用下壳体产生塑性变型而逐渐趋向于最终的 壳体形状。最终壳体形状可以是球形，椭圆， 环壳等。
模液压成型技术，提出了壳体液压成型技术。
近几年，依托于计算机控制技术和高压液压
系统的发展，液压成型技术迅速发展。目前，
很多复杂结构的零件都可以通过该技术批量
地加工生产。
2
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液压成型概念
液压成型是指利用液体作为传力介质或模具使工件成 型的一种塑性加工技术，也称液力成型。
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分类
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按使用的液体介质不同 可将液压成型分为水 压成型和油压成型。
-
液压成型技术
1
液压成型概述
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液压成型技术同冲压，焊接等传统的成型技
术相比，是一门新型的金属成型技术。为了
解决汽车，航空航天等领域的一些复杂的工
艺问题和技术要求，从20世纪50年代起，德、
美、日等国科学家在相关领域内先后提出了
内高压成型技术和板料液压成型技术。1985
年我国科学家王仲仁教授发明了球型容器无
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液压成型技术的发展趋势
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随着液压成型技术的成熟和人们都减轻质量，降低成本的需求的提高，该技术近 十年来在各个领域得到广泛应用。
板材液压成型:
1.进一步提高成型极限和零件质量的成型新技术。
多点成形技术
比较：主要区别，在成形前或在成形过程中改变基本体的相对位置，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。
多点成形技术经过多年的发展，已达到了实用化阶段，具有如下特点：1．实现无模成形无需另外生产模具，避开了模具从设计、制造和调试的这一整套过程。
2．变形路径可控通过控制各个基本体的位移和速度，实时的调整基本体冲头包络面形成的成形面形状，这种成形路径可变的特点是整体模具成形无法实现的。
3．通用性强，适用范围广：多点成形放宽了对板材厚度的限制，整体模具成形通常只能冲压固定厚度的板材，但多点成形可以冲压最大厚度和最小厚度比值高达10 的板料。
4．小设备成形大型件采用分段多点成形技术，连续逐次成形超过设备工作台尺寸几倍到几十倍的大型工件。
5．易于实现自动化：多点压机成形能够充分体现柔性特点，实现板料最佳变形。
多点压机成形的基本思想是最大程度地均匀化板料变形，按照任意时刻成形面中间构形曲率均匀变化方法确定变形路径。
1成形结果：可以看出板料应变值不断下降，说明局部剧烈变形程度逐渐减小；应变极值比不断下降，说明板料变形趋于均匀。
多点压机成形方式使变形得到最大程度的改善2.成形能力08AL 板料在相同条件下多点压机成形下的极限变形量有了较大程度的提高，多点压机成形能够显著地提升板料成形性能，提高成形能力。
3.回弹板料回弹分布是否均匀反应了变形的均匀程度3.1其中四条虚线框表示回弹前的板料位置，比较可知，随着变形路径的改善，板料成形后回弹分布趋于均匀，多点压机成形方式时回弹分布最为均匀；3.2板料变形越来越均匀，回弹量逐渐减小；板料在多点压机成形方式下，受力状态良好，只发生面内变形，板料没有局部过度变形，应力分布均匀，因此应力释放均匀，所引起的板料形状变化较小，因此回弹分布均匀。
起皱是板料沿不良路径成形的一种现象。
应用范例在具体施工方面第一大难题就是大量的钢结构部件需要三维曲面成形，而目前世界上还没有类似形状的钢结构建筑。
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文章编号:1004-2539(2011)05-0068-02基于多点成形的液压成形工艺关键技术的研究王丽霞1 许春香2 胡美君1(1杭州职业技术学院, 浙江杭州 310018)(2中州大学, 河南郑州 450052)摘要 介绍了基于液压成形和多点成形原理的板材成形新工艺。
该工艺凸模用液体代替,凹模采用多点基本体调形而成。
并用凹模垫技术提高多点成形技术中板材面轮廓度形状精度。
对该工艺的液压系统、基本体的调形及压边圈等关键技术问题进行了深入研究。
研制出了成形装置,并进行模拟试验。
关键词 调形数据 压边圈平面 多点成形 液压成形Study on Key Technology of Hydro -forming Technologybased on Multipoint -formingWang Lixia 1 Xu Chunxiang 2 Hu Meijun 1(1Hangzhou Vocati onal &Tec hnical College,Hangz hou 310018,China)(2Zhongz hou Universi ty,Zhengzhou 450052,China)Abstract The new technology of sheet material based on hydro -forming and multipoint-forming is intro -duced.Punch is replaced by liquid,and die is formed by adjusting the multipoint fundamental elements.And the ac -curacy of sheet metal surface contour is improved in multipoint for ming technology by using the die pad.The hydraulic system,the basic body adjusting and other key technical problems is studied.The former is developed,the simulation test is carried out.Key words Form adjusting data Blank holder Multipoint-forming Hydro-forming0 引言多点成形技术[1]是一种先进的板材柔性成形工艺,将整体模具离散成一系列规则排列、高度可调的基本体,通过C AM 系统对基本体进行调形,以基本体群球头的包络面作为模具成形面。
该工艺成形周期短,适合于制作小批量的板材产品[2],亦可在产品开发期为产品的模型制作提供模种[3]。
板材液压成形工艺是靠液体的压力使板材成形的一种加工工艺,具有成形极限高、工件表面质量高等特点[4]。
基于多点成形的板材液压成形工艺用液体作凸模,多个基本体调形形成凹模的新工艺,在板材成形方面取得了更好的效果。
1 工艺过程工艺过程示意如图1所示。
(1)基本体群调形 通过CAM 系统依工件的表面形状对每个基本体进行高度方向的调形处理。
(2)制作凹模垫 如图1所示,将被加工板材放在基本体基座9上,并用压边圈6压紧板材件;装上液压盖5。
打开液压系统,液压系统自动注入压力油,直至达到一定压力,并保持所需时间后自动排除压力油。
至此,制出首个成形工件。
在其上制作出排气小孔,并将其作为凹模垫零件固定在基本体组成的凹模上。
图1 成形过程示意图(3)制作工件 将被加工板材圆形毛坯件4放在凹模垫3上,并在板材四周用压边圈6夹紧钣金。
打开液压系统,制作出板材工件。
68 机械传动 2011年2 液压系统2.1 液压回路液压回路油路为:快速低压注入)低速加压)保压延时)排油。
图2 液压回路液压回路如图2所示。
高压液体从进油孔2输入。
并在回路中设置溢流阀起保压和保安全的作用[5]。
液压系统工作过程为:启动开关按钮y 泵y 换向阀1y 换向阀2y 进入凸模油腔y 液压达到成形压力时压力继电器4发出信号使电磁铁2YA 通电,换向阀2换向右位,液体从调速阀低速高压注入y 当压力达到成形压力,压力继电器5向时间继电器发出信号,时间继电器开始计时y 达到所需时间电磁铁1YA 通电,电磁铁3YA 断电,换向阀1换向右位,进油回路关闭,换向阀3换向右位开始排油。
2.2 液压成形力板材成形力F 以材料的抗拉强度为依据[6]进行计算,计算公式如下F =KAt R b(1)式中 F )))成形力K )))修正系数0.8~1A )))垂直于Z 轴的成形板材面积t )))板材厚度R b )))板材抗拉强度3 基本体调形控制模块3.1 基本体的调形方法进行基本体调形时,首先通过C AM 系统生成基本体调形数据文件。
C AM 控制模块根据调形数据,通过步进电动机和X 、Y 轴的滚珠丝杆驱动工作台的小车在光杆上移动,实现扳手对准基本体位置的要求,再通过Z 轴电动机驱动基本体上升或下降,这样逐一对各基本体进行高度方向调形[7]。
3.2 调形数据文件的生成基本体的布局采用蜂窝状六棱柱阵列布局方式,如图3所示。
调形后的所有基本体球头球面的包络面即为成形工件曲面。
基本体调形时,是以基本体球面最高点的坐标值调整基本体的位置,此坐标与成形工件曲面的几何关系复杂,不易计算。
采用先计算出其球心的坐标,再在基本体高度方向(Z 方向)上加一基本体球面的半径值的计算方法。
首先建立基本体球心所在的曲面。
在此曲面上找到与压边圈平面在Z 方向上距离最远的点P ,以P 点为基准,d sin60b (d 为基本体的直径值)为间隔值提取包络面上的两组网格线数据建立网格线,提取网格节点坐标。
网格节点的X 、Y 坐标表示为(33i +j )d ,33id )i =0,?1,?2,j =0,?1,?2,(2)式中 i )))横向网格线序列数j )))斜向网格线序列数d )))基本体直径再对应读取网格节点相应的在基本体球心所在的曲面上的Z 坐标值,得基本体球心所在的曲面上的网格节点坐标值即基本体球面球心坐标值,再在Z 方向上加一基本体的半径值即生成调形所需数据[8]。
图3 基本体群调形数据分析4 试验试验用成形装置的基本结构如图1所示。
在基本体基座内设置半径为5mm 的824个基本体[9]。
可成形范围的投影面积为半径150mm 的圆形面积,工件毛坯为半径200mm 的圆形板材。
适用的板材厚度为1mm 左右。
图4 基本体调形模拟试验用板材形状为球面,其球半径为500mm 、成形轮廓区域为半径值100mm 的圆形。
(下转第75页)69第35卷 第05期 基于多点成形的液压成形工艺关键技术的研究选择其最为适宜的加工方法,而且将会有更多更新的先进制造技术可以进行微小型齿轮的加工。
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