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科技经济导刊:数字复杂弯曲管件成形研究

2022-07-26
摘要:本研究基于三维矢量成形主动式弯曲模具建立了数学模型,并通过MATLAB得到模拟量,最后通过ABAQUS有限元分析软件进行验证,证实了数据量的可参考性。

  【作 者】孙浩轩;曾水生;刘明

  1. 自由弯曲技术介绍

  在航空航天、石化、核电、汽车等军用或民用的诸多工业领域中,因其发展的需要对空间金属弯曲件的成形质量和精度要求越来越高,同一个弯曲件上的弯曲半径也有多样化的趋势,由于传统的弯管机基本是以反复多次开模[1-4]应对多半径加工要求,这对传统弯管机的挑战越来越艰巨。自由弯曲技术是近些年兴起的一项新弯管技术,在弯曲型材和管件上面都是将多轴联动与弯曲模具技术相结合,打造管件弯曲半径可实时变化、不需要反复开模的新工艺。

  自由弯曲成形分为随动弯曲模成形和主动弯曲模成形两种。被动状态下弯曲模的结构,通常由三个轴控制。在成形过程中,弯曲模随球面轴承运动,并处于连续跟踪状态。第二种弯曲模具的主动结构。通过主动调节,可以控制弯曲模的运动。通常采用5轴或6轴联动控制,控制难度大,但零件的成形质量和成形极限均高于被动控制下的弯曲模。

  【结语】

  本研究基于三维矢量成形主动式弯曲模具建立了数学模型,并通过MATLAB得到模拟量,最后通过ABAQUS有限元分析软件进行验证,证实了数据量的可参考性。但是三维矢量成形复杂,尚有诸多因素影响数学模型与有限元模拟差值,例如数学模型假定不存在回弹现象[5]和管件在弯曲时与弯曲模之间的间隙值 [6],ABAQUS 中对材料的设定并未在 MATLAB 中体现,可能会因为回弹问题和管件距离弯曲模间隙值影响管件成形质量,本研究暂未涉及,可作为后续研究继续探索。所以,在实际加工中需要适当调整 U 值和 A 值,用来补偿回弹和间隙值带来的误差。

  以下是正文:

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