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《無模多點成形》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、數(shù)字化成性理論報告金屬板材三維曲面類零件因其面積比重量輕、材料省、受力狀態(tài)好，往往作為主要零部件，在民用產(chǎn)品、軍用產(chǎn)品以及現(xiàn)代高技術產(chǎn)品等許多制造領域廣為應用。這些三維曲面類零件一般都是由軋制的二維平板坯料成形出來的，其傳統(tǒng)的成形方法主要有整體模具成形與手工成形。但是由于模具制造費用昂貴，主要應用于大批量生產(chǎn)。而大尺寸、小批量的零件只能采用手工成形方法，如在造船行業(yè)，每一塊船體外板形狀都各不相同，并且都非批量生產(chǎn)，因此，廣泛采用的是線加熱成形方法（即水火加工方法）。但是手工成形方法成形質量差、生產(chǎn)效率低，而且勞動強度極大。無模多點成形（(Multi-po
2、intForming，簡稱MPF）【1】是板料三維曲面數(shù)字化成形新技術，其基本原理是有一系列規(guī)則排列的基本體點陣代替整體式?jīng)_壓模具（即實現(xiàn)無模化），通過數(shù)字化調形系統(tǒng)調整基本體單元高度形成所需要的成形面，實現(xiàn)板料的無模、快速、柔性化成形。上圖為多點成形示意圖，與模具成形相比在模具成形中，板件由模具的形面來成形;而多點成形時則由基本體單元的包絡面(或稱成形曲面)來完成。多點成形方法與傳統(tǒng)模具成形方法的主要區(qū)別就是它具有“柔性”特點，即可控制各基本體單元的高度。利用這個特點，既可以在成形前也可在成形過程中改變基本體的相對位移狀態(tài)，從而不僅可以實現(xiàn)無模成形，還
3、可以改變被成形件的變形路徑及受力狀態(tài)，達到不同的成形結果。多點成形設備的這種柔性加工特點，比傳統(tǒng)模具成形能為工件提供更多的變形路徑，從而能夠實現(xiàn)如分段成形、多道成形、閉環(huán)成形等諸多特色加工工藝。目前，經(jīng)過二十多年的研究，多點成形技術由早期的探索性研究與試驗階段進入了實際應用階段，在與多點成形工藝相關的基礎研究與開發(fā)應用方面實現(xiàn)了分段成形、多道成形、閉環(huán)成形及薄板成形等多種工藝方法，并且應用于實際生產(chǎn)中。板料多點成形按成形原理可分為四種基本方式：多點模具成形、多點壓力機成形、半多點模具成形及半多點壓力機成形。而多點成形由于其成型的特殊性，成形的典型缺陷為：
4、回彈、壓痕、皺紋、直邊效應等。壓痕是多點成形方式中特有的不良現(xiàn)象，采用大半徑的沖頭，使用彈性墊以及改變沖頭排列方式，可以抑制壓痕的產(chǎn)生。對于起皺這種成形缺陷，可采用多點壓力機成形方式改變板材變形路徑，使各部位變形盡量均勻，從而抑制起皺。直邊效應有其新的特點，在多點成形中，采用分段成形的方法可消除直邊效應。回彈是板材成形中不可避免的現(xiàn)象，根據(jù)多點成形的柔性特點，采用反復成形的技術減小回彈，這種方法同時也降低了成形件內(nèi)的殘余應力。因此，根據(jù)多點成形的成形面可變的特點，采用變路徑多點成形、分段成形、多道次成形等方法，不僅可以提高板材的成形能力，消除成形缺陷，還
5、能實現(xiàn)小設備成形大尺寸零件。現(xiàn)簡述分段成形的原理及步驟：其原理是通過改變基本體群成形面的形狀，在不分離工件的前提下，對大型工件逐段、分區(qū)域地分別成形，可以使用小設備成形大尺寸、大變形量的板件。分段成形時，多點成形面由有效成形區(qū)成形面與過渡區(qū)成形面組成。板料在有效成形區(qū)成形面壓制后，達到成形件的目標形狀。過渡區(qū)成形面并不是目標形狀，板料經(jīng)過渡區(qū)成形面壓制后還不是最終形狀，在下一步壓制時需要進一步成形。如果過渡區(qū)成形面設計不合理就會產(chǎn)生各種成形缺陷，從而導致分段成形的失敗。因此，過渡區(qū)成形面設計是分段成形最關鍵的技術問題。多點成形中，利用多點成形面可變的柔性
6、特點，可以將大變形分解為多次的小變形,依次改變多點成形面形狀,進行多道成形。多道成形的實質是將一個較大的目標變形量分成多步,逐漸實現(xiàn),用一步步的小變形,最終累積成所需的大變形。成形路徑設計是多道成形需要解決的關鍵技術。多道成形還可以用于實現(xiàn)變路徑成形。采用多道成形的方法,沿著優(yōu)化的變形路徑進行板料成形,能夠明顯地抑制成形缺陷,提高材料的成形極限【2】。目前，多點成形設備已經(jīng)商品化、系列化。如具有柔性壓邊功能的630KN薄板用多點成形壓力機、柔性壓邊拉形用多點數(shù)字化拉形機等。多點成形技術在高速列車流線型車頭制作、船體外板成形、建筑物內(nèi)外飾板的成形及醫(yī)學工程
7、等多個領域中得到成功應用，尤其是在高速列車流線型車頭制作、北京2008奧運會用國家體育館——鳥巢建筑工程用箱型彎扭鋼構件【3】加工過程及成形好的單元結構件鋼板曲面成形等。隨著多點成形技術的應用更加廣泛，多點成形技術也將向大型化、精密化及連續(xù)化【4】方向發(fā)展。參考資料[1]李明哲,中村敬一,等.基本的な成形原理の檢討(板材多點成形法の研究第1報)[C].日本平成4年度塑性加工春季講演會論文集,1992:519-522.[2]李明哲,蔡中義,劉純國·板材反復多點成形中殘余應力的研究·機械工程學報,2000,36(1):52~56[3]鄧玉芳,崔相吉,李明哲.
8、無模多點成形機的發(fā)展與應用.機械工人，2007[4]李明哲,崔相吉等.多點成形技
