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作者：李毓洲张永康 510090 广东省广州市越秀区东风东路729号

本发明涉及复杂金属曲面制备加工领域，更具体地，设计一种复杂双曲扭转曲面无模成形方法及装置，利用计算机专家系统计算曲面成形数据和曲面展开形状，确定激光热应力成形和激光冲击成形的协调控制参数，并以成形加工时间为目标函数，... 详细信息

标准号: CN113305420A

本发明涉及复杂金属曲面制备加工领域，更具体地，设计一种复杂双曲扭转曲面无模成形方法及装置，利用计算机专家系统计算曲面成形数据和曲面展开形状，确定激光热应力成形和激光冲击成形的协调控制参数，并以成形加工时间为目标函数，对协调控制参数进行优化，使成形加工时间最短，同时对复杂双曲扭转曲面的加工成形进行监控。本发明综合协调控制激光热应力成形和激光冲击成形方法，具成形质量高，回弹幅度小，成形件表面具有高硬度，耐磨损及抗腐蚀等特点，可适用于相关行业大尺寸金属板件高效率的无模成形。

关键词：协调控制成形激光冲击成形成形加工无模成形热应力激光计算机专家系统尺寸金属复杂金属加工成形目标函数曲面成形曲面展开扭转成形件高效率高硬度抗腐蚀耐磨损板件回弹制备监控加工优化

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无模整体液压成形超薄球类壳体技术

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金属成形工艺 2003年第1期21卷 66-66页

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冷冻砂型高精高效制备过程研究

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中国机械工程 2021年第10期32卷 1254-1259页

作者：杨浩秦单忠德刘丰王怡飞南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016 先进成形技术与装备国家重点实验室北京100083 机械科学研究总院集团有限公司北京100044 先进成形技术与装备国家重点实验室北京100083

对采用数字化无模铸造精密成形技术制备铸造用冷冻砂型的高精高效成形过程进行了研究,基于砂型尺寸精度控制和局部瞬态热场分析对冷冻砂型的切削加工参数进行联合约束,优化得到适于冷冻砂型加工制造过程的工艺参数,在切削刀具进给速度10... 详细信息

对采用数字化无模铸造精密成形技术制备铸造用冷冻砂型的高精高效成形过程进行了研究,基于砂型尺寸精度控制和局部瞬态热场分析对冷冻砂型的切削加工参数进行联合约束,优化得到适于冷冻砂型加工制造过程的工艺参数,在切削刀具进给速度100 mm/s、主轴转速4000 r/min、切削深度4 mm、切削宽度12.8 mm条件下,通过数字化无模成形技术制备出的冷冻砂型尺寸精度较高,冷冻砂型切削区域局部瞬态温度较低,该切削参数适用于冷冻砂型的长时稳定低温制备加工过程,可实现冷冻砂型的高精高效制造.

关键词：无模成形绿色铸造瞬态温度低温制备

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金属直壁筒形件数控增量成形工艺研究

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锻压技术 2006年第5期31卷 133-135页

作者：贾俐俐高锦张郑勇牟华南京工程学院材料工程系江苏南京210013 东南大学材料科学与工程系江苏南京210096

分析了金属板料数控增量成形中板料变形的原理,探讨了不使用专用支撑而成形直壁筒形件的可行性和方法。基于增量成形过程中各区域材料变形不均匀的特征,提出了通过扩大主要变形区范围来提高变形效率和变形质量。优化了直壁筒形件的多道... 详细信息

分析了金属板料数控增量成形中板料变形的原理,探讨了不使用专用支撑而成形直壁筒形件的可行性和方法。基于增量成形过程中各区域材料变形不均匀的特征,提出了通过扩大主要变形区范围来提高变形效率和变形质量。优化了直壁筒形件的多道次数控增量成形工艺路径。通过实验验证了所优化设计的工艺方案。

关键词：直壁筒形件无模成形数控增量成形

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板材三维曲面多点成形技术

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新技术新工艺 2000年第10期 27-29页

作者：李明哲陈建军隋振吉林工业大学 130025

多点成形是一种板材柔性成形新技术。它在新产品的试制开发、多品种、小批量板类件生产、大型板材成形等诸多方面都显示出良好的潜力。本文探讨了多点成形的基本原理、技术特点和系列实用技术 ,并对多点成形的应用前景作了阐述。

关键词：多点成形无模成形板材成形柔性成形三维曲面

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基于金属板材数控渐进技术的汽车座椅成形工艺

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锻压技术 2006年第5期31卷 25-28页

作者：赵忠莫健华阮澍华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室湖北武汉430074

金属板材数控渐进成形工艺不需要专用的模具,是一种柔性的成形工艺。在工艺规划中,通过零件的数字模型来调节成形工具的运行轨迹,达到渐进成形零件形状的目的。由于汽车座椅形状复杂,金属板材渐进成形较困难。本文对其数控渐进成形工艺... 详细信息

金属板材数控渐进成形工艺不需要专用的模具,是一种柔性的成形工艺。在工艺规划中,通过零件的数字模型来调节成形工具的运行轨迹,达到渐进成形零件形状的目的。由于汽车座椅形状复杂,金属板材渐进成形较困难。本文对其数控渐进成形工艺进行了分析,提出由建模、工艺分析、轨迹生成、HrpDSF处理、安装定位、加工润滑、后处理等组成的金属板材数控渐进成形工艺规划方法,成功地应用于汽车座椅的数控渐进成形中。并对汽车座椅数控渐进成形加工中,通常出现的破裂、回弹、起皱等严重影响成形质量的缺陷原因进行分析,采取不同的处理防范措施,取得满意的效果。为今后完善和发展金属板材数控渐进成形技术起到重要作用。

关键词：金属板材成形无模成形快速成形工艺规划

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金属板料成形3D虚拟仿真平台关键技术研究

金属板料成形3D虚拟仿真平台关键技术研究

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作者：彭良友华中科技大学

学位级别：硕士

随着金属板料成形的研究与应用不断深入和虚拟仿真技术的不断发展,对金属板料成形工艺软件的模拟仿真系统也提出了更高的要求。本文对金属板料成形的三维仿真进行了深入的研究与探讨,并针对无模成形与数控板料折弯等工艺开发了虚拟仿真... 详细信息

随着金属板料成形的研究与应用不断深入和虚拟仿真技术的不断发展,对金属板料成形工艺软件的模拟仿真系统也提出了更高的要求。本文对金属板料成形的三维仿真进行了深入的研究与探讨,并针对无模成形与数控板料折弯等工艺开发了虚拟仿真系统。首先介绍了OpenSceneGraph三维图形引擎的体系架构,通过对场景图形概念的分析,研究了如何使用该平台建立场景以及进行场景的控制管理。针对金属板料成形设备以及工艺特点,本文提出基于拉伸体建模技术,通过二维轮廓信息实现对大多数几何实体的抽象建模;通过逆波兰表达式计算实现造型数据的简单参数化,使同一个拓扑几何模型可以生成一系列不同尺寸、规格的实体模型;最后研究并实现了基于两视图切片算法的扩展拉伸体建模技术,使得系统可以支持复杂的三维模型创建,扩展了模型覆盖域。针对无模成形工艺的仿真需求,本文使用关键帧插值技术转换G代码文件,并通过时间轴的控制实现了路径动画功能;同时基于图像空间离散法使用柱状Voxel体素建立毛坯模型,实现了高性能的碰撞检测算法。该无模成形仿真系统已在为日本Amino公司无模成形工艺规划软件AFS2得到实际应用。在华中数控的数控板料折弯仿真系统的开发过程中,首先使用变形体动画技术解决了板料柔体的仿真功能,并使用VBO(Vertex Buffer Objects,顶点缓存对象)优化了其显示性能;根据数控系统的硬件抽象层建立运动动画管理器,实现了虚拟折弯机与数控系统的连接;并通过折弯工序的研究,将板料柔体和折弯机的运动控制同步,实现了连续的折弯仿真功能,该仿真平台同时也为模拟仿真折弯工艺中的展开长度、回弹、减薄等特性提供了支持。

关键词：虚拟仿真金属板料成形无模成形柔体折弯拉伸体建模 OSG

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两点对称式渐进成形机理与实验研究

两点对称式渐进成形机理与实验研究

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作者：陈宗玉江西理工大学

学位级别：硕士

金属板料渐进成形技术将快速成形技术和塑性成形技术有机结合，具有适合于小批量、多品种、成形周期短以及更新快等优点。多点复合渐进成形是结合单点渐进成形技术和多点成形技术的一种新型金属板材的渐进成形技术。两点渐进成形技术是... 详细信息

金属板料渐进成形技术将快速成形技术和塑性成形技术有机结合，具有适合于小批量、多品种、成形周期短以及更新快等优点。多点复合渐进成形是结合单点渐进成形技术和多点成形技术的一种新型金属板材的渐进成形技术。两点渐进成形技术是多点复合渐进成形技术的一种形式。渐进成形过程中的成形力是重要的设计参数，设备和工艺装备的工作条件以及成形式所需的功率都有着密切的关系。本文通过对金属板材两点对称式渐进成形基础理论与实验的研究，首先推导出了渐进成形过程中加工每层时局部纵向力的计算公式。其次在局部成形力模型的基础之上，建立了两点对称式分布载荷作用下板材塑性动力学模型，并进行了数值求解。最后在自制的两点对称式渐进成形装置上进行了两点成形实验的研究，实验验证了两点对称式动力学模型建立的正确性，并分析得出两点渐进成形和单点渐进成形相比在成形力、表面质量等方面的优越性。论文的主要研究成果如下： (1)针对金属板材渐进成形“分层加工”的特点，与其成形过程中不同等高层的受力情况以及应力、应变变化趋势不同的特点，采用等高层逐层的局部力学分析，将成形力分解为了水平方向的成形分力(横向力)与垂直方向的成形分力(纵向力)。通过对渐进成形过程中等效应变的分析，求解出了成形每层时的等效应变。根据加工每层进给时产生不同的应变量与合理的假设和简化，导出了应力与等效应变的关系式，并对微元体进行受力分析，列写出了局部单元体的力学平衡方程，从而推导出了加工每层时横向力与纵向力的表达式。 (2)在局部成形力模型的基础之上，从两点对称分布载荷作用下板材整体塑性成形的动力学研究出发，分析了板材成形的轴对称与非轴对称分布载荷作用下变形条件，得到圆板两点对称分布载荷作用下的变形方式属于轴对称问题。采用基尔霍夫-勒夫(Kirchhoff-Love)假定对薄板渐进成形塑性变形力学模型进行合理的简化，并通过有限差分法对其进行了数值求解，得到成形力与时间的变化曲线。成形力的变化趋势是随时间的增大而增大，并且到达一定时间后基本保持不变，符合米塞斯屈服准则。 (3)在自制的两点对称式渐进成形装置上进行了两点渐进成形实验的研究，将两点成形与单点成形实验进行对比发现与单个工具球头相比两点对称式分布的工具球头对板材的加工可有效的减小成形力，提高板材的表面成形质量。且两点渐进成形中成形力随时间、工具头半径的增大而增大，与单点成形力的变化趋势相同。通过两点成形实验采集到的成形力与动力学模型求解出的数值解进行对比，数值解与实验值的变化趋势基本相同，开始都是有一段近似线性上升，到达一定的加工时间后开始保持稳定，而且都有明显的屈服阶段，符合塑性变形的米赛斯屈服准则。验证了动力学模型的正确性。

关键词：无模成形两点对称渐进成形塑性动力学实验研究

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水射流渐进成形工艺研究及加工路径的规划

水射流渐进成形工艺研究及加工路径的规划

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作者：徐永锋吉林大学

学位级别：硕士

本文基于宁波市自然科学基金项目《高压水射流渐进成形技术的研究》,对水射流渐进成形这一全新的单点渐进成形方法在理论和试验上进行了深入研究。水射流渐进成形技术是基于计算机技术、数控技术、塑性成形技术以及高压水射流技术,采用... 详细信息

本文基于宁波市自然科学基金项目《高压水射流渐进成形技术的研究》,对水射流渐进成形这一全新的单点渐进成形方法在理论和试验上进行了深入研究。水射流渐进成形技术是基于计算机技术、数控技术、塑性成形技术以及高压水射流技术,采用快速成型制造技术“分层制造”的思想,将复杂的三维形状沿Z轴方向离散化,即分解成一系列二维层,在这些二维层上进行局部的加工的一项新技术。在加工过程中,水通过高压泵,经过喷嘴小孔形成高压水射流喷射到成形板材上,水的动能转换为作用于板材的压力能,压力达到一定程度使板材产生局部塑性变形,在计算机的控制下工作台沿既定的路径运动,在形成一层所需的截面轮廓后沿Z向下降对下一层金属进行加工,如此循环直至最终成形。水射流渐进成形工艺不需要专用的模具,是一种柔性的成形工艺,它的成形周期短,产品更新快。这种工艺非常适合于小批量、多品种和复杂的板料产品。本文研究了金属板料水射流渐进成形工艺的成形机理,应用数值分析方法(ANSYS CFD计算软件),探讨了射流压力和金属板厚等因素对变形的影响。还提出了一些板料的水射流渐进成形工艺方案,并做了一些简单件的加工实验,得到了理想的结果。本文还对一些难加工零件的加工路径进行规划,使其能够成形,还探讨了使用喷头多点压下的加工路径和轨迹环逆向处理的方法提高成形精度的问题。

关键词：水射流渐进成形无模成形流固耦合工艺研究路径规划

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板料数字化渐进成形技术研究

板料数字化渐进成形技术研究

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作者：韦红余南京航空航天大学

学位级别：硕士

数字化渐进成形是目前国际上一种新兴的金属板料成形工艺。该工艺实际上是一种点压延渐进成形技术,不需要专用模具或采用简单模具,就可以通过数控设备加工出成形极限较大,形状复杂的板材零件。本文围绕数字化渐进成形样机系统设计、成... 详细信息

数字化渐进成形是目前国际上一种新兴的金属板料成形工艺。该工艺实际上是一种点压延渐进成形技术,不需要专用模具或采用简单模具,就可以通过数控设备加工出成形极限较大,形状复杂的板材零件。本文围绕数字化渐进成形样机系统设计、成形工艺、成形零件壁厚分布等展开研究。根据成形过程,成形工具在金属板料表面的运动与普通数控加工中铣削运动相似的特点,本文开发了一套专用系统,将现代数控技术应用于金属板料渐进成形。渐进成形中,零件表面几何形状一般都比较复杂,难以进行手工编程。本文详细阐述了如何利用 UGNX 软件进行成形工艺规划,进而生成成形工具的加工路径,从而实现渐进成形的计算机辅助编程。零件壁厚分布是薄壁零件设计时一个重要的考虑因素。本文在研究分析金属板料在渐进成形过程中材料变形机理的基础上,将渐进成形分为两类:胀形类数字化渐进成形和拉深类数字化渐进成形。研究发现在胀形类数字化渐进成形工艺中,成形零件的壁厚分布总符合一特定的数学公式。在此基础上本文开发了一应用软件模块。利用该软件模块可以方便地对胀形类渐进成形零件的壁厚分布进行预报,并将分布结果以彩色图云的形式显示在计算机屏幕上。对于拉伸类数字化渐进成形,由于其成形过程变形机理非常复杂,很难用简单的数学公式来计算其零件的壁厚,在本研究中,提出了一种基于有限单元法思想的方法-“虚拟靠模导向法”,用来估算变形后零件的壁厚分布。上述研究成果都已应用于金属板料数字化渐进成形。

关键词：板料成形渐进成形无模成形数控技术厚度分布有限元

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