三维曲面柔性卷板成形方法与其数值模拟的研究.pdfVIP

三维曲面柔性卷板成形方法及其数值模拟的研究’ 龚学鹏，李明哲，胡志清 吉林大学无模成形技术开发中心，长春130022 摘要：三维曲面柔性卷扳成形是一种新颖的板材柔性成形技术。本文介绍柔性卷扳成形方法，将其与传 统卷板成形和多点成形进行对比：对柔性卷板成形装置进行研究：建立柔性卷板成形的有限元模型，井对 其成形过程进行数值模拟，得到了较好的模拟结果。 关键词；三维曲面{柔性卷板；成形装置；数值模拟 中圈分类号：TG306文献标识码=^文章编号； Researchon3．DSurfaceFlexible MethodandItsNumerical Bending Simulation GONG Xue，peng，LIMing-zhe，HUZhi—qing (Dieless TechnologyCenter,JilinUniversity,Changehun130022) Forming Abstract：3-Dsurfaceflexible isanovelsheetmetal this bending formingtechnology．Thepapelintroduced novel itwithtraditionaland theresearchonflexible multi—po．mt bending method，compared bending forming；did elementmodelofflexible was was bendingfounded，the simulated，nicer equipment；finite formingprocess resultswere simulated gmned． words：3-Dsurface；flexible simulation Key bending；formingequipment；numerical l引言 随着中国经济的发展，中国制造业的水平也在不断的提高，在板料成形领域也不断有新技术涌现：板 材成形的柔性化技术便是其中的一个热点。从现有的三维曲面柔性成形方式来看，有广泛应用于造船业的 水火弯板技术”4；应用于航空工业的喷丸成形技术“”：还有近年来应用在一些领域的单点渐进成形”…、 激光成形‘“、多点成形“”等。卷板成形技术在扳料成形领域占有十分重要的地惶，被广泛廊用于航空、航 天、船舶、化工以及城市建设等多个行业。传统的卷板成形技术一般只能成形二维曲面件．但是，随着当 今社会对产品需求的日趋多样化，以及产品周期的不断变短，现代制造业迫切需要越来越多的三维曲面零 部件。 三维曲面柔性卷板成形就是一种新颖的板材柔性成形技术，不仅可以成形二维曲面件，还能够成形三 维曲面件。本文将从成形装置的研制和数值模拟两个方面对这种新技术进行研究。 2三维曲面柔性卷板成形方法 卷板成形是一种连续成形技术，具有效率高、精度高的特点：多点成形是一种柔性成形技术．通过计 算机控制的多个基本体的包络面代替整体模具来实现板材的成形．三维曲面柔性卷扳成形就是卷板成形和 多点成形方法的有机结合，既具有卷板成形高效率的特点，又具有多点成形柔性化的特点。具体的实现方 法是将传统的卷板成形装置的刚性工作辊用可弯曲，可调整的柔性工作辊来代替，通过调整柔性辊的曲率 来实现板材的三维曲面连续局部塑性成形“”，成形原理如图1所示。可以看出。与传统的卷板成形相比， 柔性卷板不仅可以成形二维曲面件，还可以比较容易的成形三维曲面件；与多点成形相比。柔性卷板成形 时所需要的控制点数量要远远少于多点成形。所以，柔性卷板成形装置的结构相对比较简单，成本相对较 ·国家自然科学基金资助项目：吉林大学“985”T程资助项目． 低，比较容易推|r和应f{{；本文研究的柔性卷板成形技术烂以柔性辊的数餐为3个的成形装置为基础的， 基本的成形