摘要：将多点成形技术思想引入到型材拉弯工艺中,形成三维拉弯柔性成形技术。为了精确地实现型材三维成形,对型材三维拉弯过程中多点模具的自由度进行了分析,设计了可实现4自由度的单元体结构。给出了单元体调形参数的具体计算方法,并提出一种串并结合的单元体调形控制方法。建立了单元体水平和垂直两个方向调形的数学模型。以高铁动车头骨架结构件为例,进行了三维拉弯试验。结果表明:三维拉弯柔性成形装备达到了实际应用的要求。自动化调形技术较人工调形技术生产效率提高60%以上,并降低了劳动强度。

摘要：对矩形铝型材的三维拉弯工艺进行研究,提出了一种适用于三维拉弯、具有可重构性的柔性拉弯模具设计方法.通过在矩形型材内填充钢块来抑制截面凹陷,并以减小型材回弹前后对应节点的位移偏差和截面凹陷为优化目标,建立了矩形型材柔性三维拉弯成形工艺的多目标优化模型.采用拉丁超立方抽样和响应面法建立优化的代理模型,结合非支配遗传算法进行多目标优化全局求解.有限元模拟和实验结果表明:柔性模具可以较好地完成三维拉弯;填充钢块的方法可以有效地抑制截面凹陷,优化后的预拉量和补拉量的组合可以较好地同时控制回弹和截面凹陷,使之同时达到允许范围.

摘要：针对高铁列车和汽车等结构件的特点和三维拉弯成形工艺要求,研究一种可重构的柔性拉弯成形模具,并提出一种通过迭代修正该模具型面从而达到精确成形的方法。采用离散的方法,将拉弯模具型面分为若干段,每段均作为成形模具的一个单元体。通过对单元体进行位移调整,以及旋转单元体上的成形滑块,可以重构模具型面。以复杂T型材为研究对象,对柔性拉弯模具三维拉弯和迭代修正模具型面的方法进行有限元仿真和试验验证。结果表明,设计的柔性模具和单元体位移及成形滑块的旋转角度计算方法能够对模具型面进行调整和补偿,迭代修正模具型面的方法可以有效地减少回弹,采用该方法的有限元模拟最大形状偏差值由2.43 mm减小到0.63 mm,试验验证的最大形状偏差值由6.87 mm减小到1.03 mm,该方法补偿精度高,可以达到三维拉弯精确成形。

摘要：轻量化薄壁型材三维弯曲结构件是高端装备制造业中一种难成形加工的关键零部件。针对此类制件的高精度、低成本的成形需求,提出一种拉弯-压弯相结合的铝合金型材三维弯曲成形工艺,设计多点联动的拉压复合成形单元体结构,通过水平方向由夹钳带动拉弯,垂直方向由各单元体上液压执行机构压弯,实现"W"形三维弯曲零件的成形,并研制成形装备样机。建立分析成形过程及回弹预测的数值仿真模型,通过试验对模型的有效性进行验证,仿真结果与试验结果回弹变形一致,回弹预测最大误差小于15%。此外,研究拉力对矩形截面型材拉压复合成形件回弹变形的影响规律,预拉伸力较补拉伸力对成形件的回弹减小趋势更为明显,当预拉伸力从零达到临界塑性应力A?s时,总回弹减少了26.81%,为保证成形件不发生截面畸变和破裂等成形缺陷,确定了预拉伸力为A?s、补拉伸力为0.3A?s的最优工艺参数。所提出的多点三维拉压复合弯曲成形工艺解决了W形一类型材传统三维拉弯无法实现的多向曲率半径复杂弯曲成形的技术难题,为实现镜面对称结构件的成对一次成形提供了一种新方法。