多點(diǎn)成形曲面件形狀精度控制研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-10 18:40
金屬板材成形被廣泛應(yīng)用在航天、汽車(chē)、船舶等領(lǐng)域,傳統(tǒng)的三維金屬曲面件主要通過(guò)整體模具沖壓獲得,F(xiàn)代工業(yè)發(fā)展由傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)逐漸轉(zhuǎn)向多樣化和小批量生產(chǎn),而整體模具需要花大量的費(fèi)用來(lái)設(shè)計(jì)與制造。因此,需要一種新型的沖壓工藝來(lái)滿(mǎn)足多樣化和小批量的要求,新型板材成形工藝—多點(diǎn)成形技術(shù)脫穎而出。無(wú)壓邊多點(diǎn)成形一般用于曲率較小的三維板件成形,而壓邊多點(diǎn)成形常用于曲率較大的三維板件成形。與傳統(tǒng)模具相比,多點(diǎn)模具最大的優(yōu)勢(shì)便是能夠快速柔性成形。但是,該技術(shù)也存在回彈等成形缺陷,回彈嚴(yán)重地影響了成形件的精度;貜椀臏(zhǔn)確預(yù)測(cè)和控制對(duì)獲得高質(zhì)量的三維曲面件至關(guān)重要。控制多點(diǎn)成形的回彈方法有兩種:一是對(duì)多點(diǎn)模具的型面進(jìn)行回彈補(bǔ)償,二是采用工藝控制法減小回彈。本文在多點(diǎn)模具無(wú)壓邊成形柱面件時(shí)對(duì)模具型面進(jìn)行了回彈補(bǔ)償來(lái)準(zhǔn)確地成形目標(biāo)件,此方法能夠提高效率,節(jié)省時(shí)間。在多點(diǎn)模具采用壓邊工藝成形轎車(chē)頂蓋時(shí)進(jìn)行了工藝優(yōu)化來(lái)控制回彈。采用正交試驗(yàn)的方法對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化能夠成形質(zhì)量較高的轎車(chē)頂蓋,從而指導(dǎo)實(shí)際的生產(chǎn)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:1.多點(diǎn)成形有限元模型的建立基于板材的多點(diǎn)成形原理和有限元理論,建立了多點(diǎn)模具成...
【文章來(lái)源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:87 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
傳統(tǒng)模具成形與多點(diǎn)成形示意圖
2(a) 球面 (b) 馬鞍面圖 1.2 多點(diǎn)模具調(diào)形后的曲面Fig.1.2 Curved surfaces adjusted by multi-point die多點(diǎn)模具成形技術(shù)已經(jīng)被成熟地應(yīng)用在制造三維曲面件上,此技術(shù)在整體模具的基礎(chǔ)上進(jìn)行了發(fā)展,在調(diào)形過(guò)程中各基本體只能在軸向運(yùn)動(dòng),在其它幾個(gè)自由度均不能運(yùn)動(dòng)。多點(diǎn)模具成形分為調(diào)形、加載、卸載這三個(gè)過(guò)程。如圖 1.3 所示,首先用多點(diǎn)成形軟件讀取需要成形的目標(biāo)件,然后獲得各個(gè)基本體的高度,通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)它們進(jìn)行調(diào)形。加載時(shí),上基本體群整體向下運(yùn)動(dòng)與下基本體群合模,最終實(shí)現(xiàn)板料的成形。最后,上基本體群向遠(yuǎn)離板料的方向運(yùn)動(dòng),完成卸載過(guò)程。
成形大型船外板的模具昂貴,而這些外板種類(lèi)很多,且批具成形,急需一些柔性成形工藝,滾球成形、局部加熱成時(shí)代出現(xiàn)了。1959 年,日本東京大學(xué)的中島尚正利用金屬具,首次提出了將整體模具離散化的想法,是最早對(duì)多點(diǎn)后,北野広雄[7]、西岡富仁雄[8,9]等人也對(duì)多點(diǎn)式壓力機(jī)進(jìn)長(zhǎng),成形質(zhì)量差,消耗費(fèi)用高,便未能用于實(shí)際生產(chǎn)。七秀等人[10]為了實(shí)現(xiàn)船體外板的自動(dòng)彎曲及冷加工,研究出每列均有十個(gè)沖頭的壓力機(jī)來(lái)生產(chǎn)船板件,提高了生產(chǎn)效步發(fā)展。從八十年代開(kāi)始,美國(guó)研究人員Hardt等進(jìn)一步深實(shí)驗(yàn)機(jī)[11-14],并進(jìn)行了方筒拉深變形實(shí)驗(yàn),根據(jù)閉環(huán)控制度。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Improving effect on forming quality and accuracy using a polyurethane board positioning/resetting the discrete steel pad in multi-point forming[J]. Er-hu Qu,Ming-zhe Li,Rui Li. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2019(04)
[2]汽車(chē)覆蓋件回彈控制研究[J]. 韋榮發(fā),張瑩,蒙世瑛,石峰,麥育智. 模具工業(yè). 2018(01)
[3]關(guān)于1561鋁合金曲面件的多點(diǎn)成形工藝[J]. 付文智,劉曉東,王洪波,閆德俊,劉曉莉,李明哲,董玉其,曾振華,劉桂彬. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2017(06)
[4]基于Dynaform的汽車(chē)頂蓋沖壓成形回彈模擬及回彈補(bǔ)償[J]. 李奇涵,劉海靜,李笑梅,王紅強(qiáng),朱培,侯建文. 鍛壓技術(shù). 2015(10)
[5]多點(diǎn)成形回彈補(bǔ)償算法及其驗(yàn)證[J]. 張慶芳,蔡中義,李明哲,張延. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2012(06)
[6]中厚板分段多點(diǎn)成形及其數(shù)值模擬[J]. 麻桂艷,付文智,李明哲,張傳敏,馬順利. 北京科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(01)
[7]雙曲度覆蓋件多點(diǎn)成形中回彈的數(shù)值模擬[J]. 叢蓮蓮,蘇世忠,李明哲. 塑性工程學(xué)報(bào). 2007(03)
[8]球形面多道次多點(diǎn)成形的數(shù)值模擬[J]. 錢(qián)直睿,李明哲,孫剛,譚富星,金文姬. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2007(02)
[9]不同的多點(diǎn)成形工藝方式對(duì)回彈的影響[J]. 孫剛,李明哲,崔相吉,鄧玉山. 北京科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(03)
[10]多點(diǎn)成形過(guò)程中彈性介質(zhì)對(duì)成形質(zhì)量的影響[J]. 李雪,李明哲,蔡中義. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(02)
博士論文
[1]板料多點(diǎn)成形回彈補(bǔ)償方法及其數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張慶芳.吉林大學(xué) 2014
[2]型材多點(diǎn)彎曲中的成形缺陷及其抑制方法的數(shù)值模擬研究[D]. 劉啟騫.吉林大學(xué) 2011
[3]面向多點(diǎn)成形的逆向工程關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究[D]. 嚴(yán)慶光.吉林大學(xué) 2005
[4]多點(diǎn)成形設(shè)備及其調(diào)形用關(guān)鍵零部件研究[D]. 付文智.吉林大學(xué) 2004
碩士論文
[1]多點(diǎn)數(shù)字化成形工藝試驗(yàn)及其數(shù)值模擬研究[D]. 劉亞潔.吉林大學(xué) 2017
[2]汽車(chē)覆蓋件回彈計(jì)算及補(bǔ)償方法的研究[D]. 展召彬.湖南大學(xué) 2016
[3]汽車(chē)鋁合金覆蓋件沖壓成形數(shù)值模擬研究[D]. 蘭博.吉林大學(xué) 2015
[4]汽車(chē)前縱梁內(nèi)板沖壓成形仿真及回彈補(bǔ)償研究[D]. 吳善冬.重慶大學(xué) 2013
[5]板材多點(diǎn)成形中起皺和回彈的數(shù)值分析[D]. 陳喜娣.吉林大學(xué) 2004
本文編號(hào):2969212
【文章來(lái)源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:87 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
傳統(tǒng)模具成形與多點(diǎn)成形示意圖
2(a) 球面 (b) 馬鞍面圖 1.2 多點(diǎn)模具調(diào)形后的曲面Fig.1.2 Curved surfaces adjusted by multi-point die多點(diǎn)模具成形技術(shù)已經(jīng)被成熟地應(yīng)用在制造三維曲面件上,此技術(shù)在整體模具的基礎(chǔ)上進(jìn)行了發(fā)展,在調(diào)形過(guò)程中各基本體只能在軸向運(yùn)動(dòng),在其它幾個(gè)自由度均不能運(yùn)動(dòng)。多點(diǎn)模具成形分為調(diào)形、加載、卸載這三個(gè)過(guò)程。如圖 1.3 所示,首先用多點(diǎn)成形軟件讀取需要成形的目標(biāo)件,然后獲得各個(gè)基本體的高度,通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)它們進(jìn)行調(diào)形。加載時(shí),上基本體群整體向下運(yùn)動(dòng)與下基本體群合模,最終實(shí)現(xiàn)板料的成形。最后,上基本體群向遠(yuǎn)離板料的方向運(yùn)動(dòng),完成卸載過(guò)程。
成形大型船外板的模具昂貴,而這些外板種類(lèi)很多,且批具成形,急需一些柔性成形工藝,滾球成形、局部加熱成時(shí)代出現(xiàn)了。1959 年,日本東京大學(xué)的中島尚正利用金屬具,首次提出了將整體模具離散化的想法,是最早對(duì)多點(diǎn)后,北野広雄[7]、西岡富仁雄[8,9]等人也對(duì)多點(diǎn)式壓力機(jī)進(jìn)長(zhǎng),成形質(zhì)量差,消耗費(fèi)用高,便未能用于實(shí)際生產(chǎn)。七秀等人[10]為了實(shí)現(xiàn)船體外板的自動(dòng)彎曲及冷加工,研究出每列均有十個(gè)沖頭的壓力機(jī)來(lái)生產(chǎn)船板件,提高了生產(chǎn)效步發(fā)展。從八十年代開(kāi)始,美國(guó)研究人員Hardt等進(jìn)一步深實(shí)驗(yàn)機(jī)[11-14],并進(jìn)行了方筒拉深變形實(shí)驗(yàn),根據(jù)閉環(huán)控制度。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Improving effect on forming quality and accuracy using a polyurethane board positioning/resetting the discrete steel pad in multi-point forming[J]. Er-hu Qu,Ming-zhe Li,Rui Li. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2019(04)
[2]汽車(chē)覆蓋件回彈控制研究[J]. 韋榮發(fā),張瑩,蒙世瑛,石峰,麥育智. 模具工業(yè). 2018(01)
[3]關(guān)于1561鋁合金曲面件的多點(diǎn)成形工藝[J]. 付文智,劉曉東,王洪波,閆德俊,劉曉莉,李明哲,董玉其,曾振華,劉桂彬. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2017(06)
[4]基于Dynaform的汽車(chē)頂蓋沖壓成形回彈模擬及回彈補(bǔ)償[J]. 李奇涵,劉海靜,李笑梅,王紅強(qiáng),朱培,侯建文. 鍛壓技術(shù). 2015(10)
[5]多點(diǎn)成形回彈補(bǔ)償算法及其驗(yàn)證[J]. 張慶芳,蔡中義,李明哲,張延. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2012(06)
[6]中厚板分段多點(diǎn)成形及其數(shù)值模擬[J]. 麻桂艷,付文智,李明哲,張傳敏,馬順利. 北京科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(01)
[7]雙曲度覆蓋件多點(diǎn)成形中回彈的數(shù)值模擬[J]. 叢蓮蓮,蘇世忠,李明哲. 塑性工程學(xué)報(bào). 2007(03)
[8]球形面多道次多點(diǎn)成形的數(shù)值模擬[J]. 錢(qián)直睿,李明哲,孫剛,譚富星,金文姬. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2007(02)
[9]不同的多點(diǎn)成形工藝方式對(duì)回彈的影響[J]. 孫剛,李明哲,崔相吉,鄧玉山. 北京科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(03)
[10]多點(diǎn)成形過(guò)程中彈性介質(zhì)對(duì)成形質(zhì)量的影響[J]. 李雪,李明哲,蔡中義. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(02)
博士論文
[1]板料多點(diǎn)成形回彈補(bǔ)償方法及其數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張慶芳.吉林大學(xué) 2014
[2]型材多點(diǎn)彎曲中的成形缺陷及其抑制方法的數(shù)值模擬研究[D]. 劉啟騫.吉林大學(xué) 2011
[3]面向多點(diǎn)成形的逆向工程關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究[D]. 嚴(yán)慶光.吉林大學(xué) 2005
[4]多點(diǎn)成形設(shè)備及其調(diào)形用關(guān)鍵零部件研究[D]. 付文智.吉林大學(xué) 2004
碩士論文
[1]多點(diǎn)數(shù)字化成形工藝試驗(yàn)及其數(shù)值模擬研究[D]. 劉亞潔.吉林大學(xué) 2017
[2]汽車(chē)覆蓋件回彈計(jì)算及補(bǔ)償方法的研究[D]. 展召彬.湖南大學(xué) 2016
[3]汽車(chē)鋁合金覆蓋件沖壓成形數(shù)值模擬研究[D]. 蘭博.吉林大學(xué) 2015
[4]汽車(chē)前縱梁內(nèi)板沖壓成形仿真及回彈補(bǔ)償研究[D]. 吳善冬.重慶大學(xué) 2013
[5]板材多點(diǎn)成形中起皺和回彈的數(shù)值分析[D]. 陳喜娣.吉林大學(xué) 2004
本文編號(hào):2969212
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