多点成形曲面件形状精度控制研究
发布时间：2021-01-10 18:40
金属板材成形被广泛应用在航天、汽车、船舶等领域,传统的三维金属曲面件主要通过整体模具冲压获得。现代工业发展由传统的大批量生产逐渐转向多样化和小批量生产,而整体模具需要花大量的费用来设计与制造。因此,需要一种新型的冲压工艺来满足多样化和小批量的要求,新型板材成形工艺—多点成形技术脱颖而出。无压边多点成形一般用于曲率较小的三维板件成形,而压边多点成形常用于曲率较大的三维板件成形。与传统模具相比,多点模具最大的优势便是能够快速柔性成形。但是,该技术也存在回弹等成形缺陷,回弹严重地影响了成形件的精度。回弹的准确预测和控制对获得高质量的三维曲面件至关重要。控制多点成形的回弹方法有两种:一是对多点模具的型面进行回弹补偿,二是采用工艺控制法减小回弹。本文在多点模具无压边成形柱面件时对模具型面进行了回弹补偿来准确地成形目标件,此方法能够提高效率,节省时间。在多点模具采用压边工艺成形轿车顶盖时进行了工艺优化来控制回弹。采用正交试验的方法对工艺参数进行优化能够成形质量较高的轿车顶盖,从而指导实际的生产。本文的主要研究内容如下:1.多点成形有限元模型的建立基于板材的多点成形原理和有限元理论,建立了多点模具成...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统模具成形与多点成形示意图
2(a) 球面 (b) 马鞍面图 1.2 多点模具调形后的曲面Fig.1.2 Curved surfaces adjusted by multi-point die多点模具成形技术已经被成熟地应用在制造三维曲面件上，此技术在整体模具的基础上进行了发展，在调形过程中各基本体只能在轴向运动，在其它几个自由度均不能运动。多点模具成形分为调形、加载、卸载这三个过程。如图 1.3 所示，首先用多点成形软件读取需要成形的目标件，然后获得各个基本体的高度，通过计算机对它们进行调形。加载时，上基本体群整体向下运动与下基本体群合模，最终实现板料的成形。最后，上基本体群向远离板料的方向运动，完成卸载过程。
成形大型船外板的模具昂贵，而这些外板种类很多，且批具成形，急需一些柔性成形工艺，滚球成形、局部加热成时代出现了。1959 年，日本东京大学的中岛尚正利用金属具，首次提出了将整体模具离散化的想法，是最早对多点后，北野広雄[7]、西冈富仁雄[8,9]等人也对多点式压力机进长，成形质量差，消耗费用高，便未能用于实际生产。七秀等人[10]为了实现船体外板的自动弯曲及冷加工，研究出每列均有十个冲头的压力机来生产船板件，提高了生产效步发展。从八十年代开始，美国研究人员Hardt等进一步深实验机[11-14]，并进行了方筒拉深变形实验，根据闭环控制度。
【参考文献】：
期刊论文
[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]汽车覆盖件回弹控制研究[J]. 韦荣发,张莹,蒙世瑛,石峰,麦育智. 模具工业. 2018(01)
[3]关于1561铝合金曲面件的多点成形工艺[J]. 付文智,刘晓东,王洪波,闫德俊,刘晓莉,李明哲,董玉其,曾振华,刘桂彬. 吉林大学学报(工学版). 2017(06)
[4]基于Dynaform的汽车顶盖冲压成形回弹模拟及回弹补偿[J]. 李奇涵,刘海静,李笑梅,王红强,朱培,侯建文. 锻压技术. 2015(10)
[5]多点成形回弹补偿算法及其验证[J]. 张庆芳,蔡中义,李明哲,张延. 吉林大学学报(工学版). 2012(06)
[6]中厚板分段多点成形及其数值模拟[J]. 麻桂艳,付文智,李明哲,张传敏,马顺利. 北京科技大学学报. 2008(01)
[7]双曲度覆盖件多点成形中回弹的数值模拟[J]. 丛莲莲,苏世忠,李明哲. 塑性工程学报. 2007(03)
[8]球形面多道次多点成形的数值模拟[J]. 钱直睿,李明哲,孙刚,谭富星,金文姬. 吉林大学学报(工学版). 2007(02)
[9]不同的多点成形工艺方式对回弹的影响[J]. 孙刚,李明哲,崔相吉,邓玉山. 北京科技大学学报. 2006(03)
[10]多点成形过程中弹性介质对成形质量的影响[J]. 李雪,李明哲,蔡中义. 哈尔滨工业大学学报. 2005(02)
博士论文
[1]板料多点成形回弹补偿方法及其数值模拟与实验研究[D]. 张庆芳.吉林大学 2014
[2]型材多点弯曲中的成形缺陷及其抑制方法的数值模拟研究[D]. 刘启骞.吉林大学 2011
[3]面向多点成形的逆向工程关键技术及应用研究[D]. 严庆光.吉林大学 2005
[4]多点成形设备及其调形用关键零部件研究[D]. 付文智.吉林大学 2004
硕士论文
[1]多点数字化成形工艺试验及其数值模拟研究[D]. 刘亚洁.吉林大学 2017
[2]汽车覆盖件回弹计算及补偿方法的研究[D]. 展召彬.湖南大学 2016
[3]汽车铝合金覆盖件冲压成形数值模拟研究[D]. 兰博.吉林大学 2015
[4]汽车前纵梁内板冲压成形仿真及回弹补偿研究[D]. 吴善冬.重庆大学 2013
[5]板材多点成形中起皱和回弹的数值分析[D]. 陈喜娣.吉林大学 2004
本文编号：2969212
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统模具成形与多点成形示意图
2(a) 球面 (b) 马鞍面图 1.2 多点模具调形后的曲面Fig.1.2 Curved surfaces adjusted by multi-point die多点模具成形技术已经被成熟地应用在制造三维曲面件上，此技术在整体模具的基础上进行了发展，在调形过程中各基本体只能在轴向运动，在其它几个自由度均不能运动。多点模具成形分为调形、加载、卸载这三个过程。如图 1.3 所示，首先用多点成形软件读取需要成形的目标件，然后获得各个基本体的高度，通过计算机对它们进行调形。加载时，上基本体群整体向下运动与下基本体群合模，最终实现板料的成形。最后，上基本体群向远离板料的方向运动，完成卸载过程。
成形大型船外板的模具昂贵，而这些外板种类很多，且批具成形，急需一些柔性成形工艺，滚球成形、局部加热成时代出现了。1959 年，日本东京大学的中岛尚正利用金属具，首次提出了将整体模具离散化的想法，是最早对多点后，北野広雄[7]、西冈富仁雄[8,9]等人也对多点式压力机进长，成形质量差，消耗费用高，便未能用于实际生产。七秀等人[10]为了实现船体外板的自动弯曲及冷加工，研究出每列均有十个冲头的压力机来生产船板件，提高了生产效步发展。从八十年代开始，美国研究人员Hardt等进一步深实验机[11-14]，并进行了方筒拉深变形实验，根据闭环控制度。
【参考文献】：
期刊论文
[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]汽车覆盖件回弹控制研究[J]. 韦荣发,张莹,蒙世瑛,石峰,麦育智. 模具工业. 2018(01)
[3]关于1561铝合金曲面件的多点成形工艺[J]. 付文智,刘晓东,王洪波,闫德俊,刘晓莉,李明哲,董玉其,曾振华,刘桂彬. 吉林大学学报(工学版). 2017(06)
[4]基于Dynaform的汽车顶盖冲压成形回弹模拟及回弹补偿[J]. 李奇涵,刘海静,李笑梅,王红强,朱培,侯建文. 锻压技术. 2015(10)
[5]多点成形回弹补偿算法及其验证[J]. 张庆芳,蔡中义,李明哲,张延. 吉林大学学报(工学版). 2012(06)
[6]中厚板分段多点成形及其数值模拟[J]. 麻桂艳,付文智,李明哲,张传敏,马顺利. 北京科技大学学报. 2008(01)
[7]双曲度覆盖件多点成形中回弹的数值模拟[J]. 丛莲莲,苏世忠,李明哲. 塑性工程学报. 2007(03)
[8]球形面多道次多点成形的数值模拟[J]. 钱直睿,李明哲,孙刚,谭富星,金文姬. 吉林大学学报(工学版). 2007(02)
[9]不同的多点成形工艺方式对回弹的影响[J]. 孙刚,李明哲,崔相吉,邓玉山. 北京科技大学学报. 2006(03)
[10]多点成形过程中弹性介质对成形质量的影响[J]. 李雪,李明哲,蔡中义. 哈尔滨工业大学学报. 2005(02)
博士论文
[1]板料多点成形回弹补偿方法及其数值模拟与实验研究[D]. 张庆芳.吉林大学 2014
[2]型材多点弯曲中的成形缺陷及其抑制方法的数值模拟研究[D]. 刘启骞.吉林大学 2011
[3]面向多点成形的逆向工程关键技术及应用研究[D]. 严庆光.吉林大学 2005
[4]多点成形设备及其调形用关键零部件研究[D]. 付文智.吉林大学 2004
硕士论文
[1]多点数字化成形工艺试验及其数值模拟研究[D]. 刘亚洁.吉林大学 2017
[2]汽车覆盖件回弹计算及补偿方法的研究[D]. 展召彬.湖南大学 2016
[3]汽车铝合金覆盖件冲压成形数值模拟研究[D]. 兰博.吉林大学 2015
[4]汽车前纵梁内板冲压成形仿真及回弹补偿研究[D]. 吴善冬.重庆大学 2013
[5]板材多点成形中起皱和回弹的数值分析[D]. 陈喜娣.吉林大学 2004
本文编号：2969212
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