多点数字化成形技术的发展及应用

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1、论坛随着计算机技术的发展，数字化设计制造技术开始在模具制造业中发挥着越来越重要的作用，并且已经成功应用到模具设计、分析、仿真、模拟以及制造的全过程。数字化已经成为模具制造行业发展的必然趋势。栏目策划：玉龙晓立多点数字化成形技术的发展及应用DevelopmentandApplicationofMulti—PointDigitizedFormingTechnology吉林大学无模成形技术开发中心张庆芳李明哲蔡中义胡志清张庆芳吉林大学博士研究生．主要从事多点数字化成形工艺的数值模拟研究与成形缺陷分析。随着生产力水平的不断提高及制造业的飞速发

2、展，金属板类件制品的需求也在快速增长。在航空航天、船舶舰艇、各种车辆及建筑雕塑等许多军用与民用制造领域。都需要使用大量的各种材质的三维曲面板类件。随着我国制造业的飞速发展，需要不断研发新型产品，提高更新换代速度，因此，对三维曲面件的需求会越来越大。传统的三维曲面件成形方法通常要采用模具成形或手工制造方式来实现，但模具成形不仅制造费42航空制造技术·2010年第7期以数字化装备代替传统模具进行板料成形，是现代制造领域的重要发展方向。随着航空、航天、海运、高速铁路等行业的高速发展，对于三维曲面件的需求也在不断地增加。多点数字化成形技术将具

3、有更加广阔的应用前景。用昂贵、加T^周期长，而且不利于产品的更新换代、制约着制造业的快速发展；而手丁成形又存在质量差、效率低、劳动强度大等缺点。传统的三维曲面件成形方法已无法满足现代制造业高速发展的要求，因此，数字化成形技术成为热门研究课题，是现代制造领域的重要发展方向。多点数字化成形是将柔性成形与计算机技术结合为一体的模具数字化设计与制造技术，在一套柔性装置上就可实现不同厚度、不同形状、不同大小的三维曲面件成形，非常适用于多品种、小批量零件的生产及新产品的试制。目前，已发展为多点成形与连续多点成形2个方向。多点成形技术的发展日趋成熟

4、，吉林大学研制出了多品种的系列化多点成形装置，在飞机、列车、建筑、船舶及医学丁程等多个领域得到成功应用。连续多点成形是以多点成形相关成果为基础，开发与研究出的效率更高、成本更低的成形技术，目前，已开发出试验装置，并压制成功多种样件，成形效率高，且成形质量好，将会逐渐实现产业化及各领域应用。多点数字化成形技术的基本思想1多点成形多点成形技术采用“离散化”思想，将传统的整体模具离散成一个个紧密排列的小冲头，通过计算机调整冲头的相对位置构成任意所需的三维曲面．制造出目标零件。因此，一套多点成形装置可代替数十甚至数百套整体模具。多点成形还可分

5、为多点对压成形与多点拉形2种方式。多点对压成形由上、下冲头群组成成形模面，通过上、下2个模面对压实现i维板类零件压制；多点拉形利用两边的夹钳夹紧板料，与多点调形019It。tD。s岍andMan。factunngTech删ogyofM。。Id&D．e模具数字化设计与制造技术装置逐渐贴合，实现板料拉伸成形。2连续多点成形连续多点成形是在多点成形技术的基础上发展起来的，是一种效率更高、成本更低的成形技术。该技术通过建立轴线可弯曲、辊型可调整的新颖的柔性辊机构，将传统的刚性辊与固定式旋轮替换成柔性辊，通过柔性辊的转动带动板料进给，形成板料线

6、接触式连续滚压成形新技术，实现双曲度曲面与回转曲面的快速成形。多点数字化成形装置的发展现状1多点成形装置吉林大学在多点成形方面进行了长期深入的研究，解决了一系列关键技术，形成了系统的板料多点成形理论。不仅在基础研究、专用软件开发、工艺开发、装备设计等方面取得了突出成果，还成功开发出具有自主知识产权的10余种规格的成形装置，并实现了商品化制造与产品出口。开发的成形装置包括多点对压式与多点拉形式2种，下面分别举例进行介绍。(1)YAMl0—200型多点对压成形装置。YAMl0—200型多点对压成形装置是吉林大学自主研发的设备，该装置属于三

7、梁四柱式结构，一次成YAMl0—200型多点对压成形装置形尺寸为800ram×600mm，上、下冲头群采用16×12布置方式，冲头单元调整高度为200mm，可成形板材厚度为5～20ram，额定成形压力为2000kN。该装置采用串行控制模式，使用2套机械手进行调形，平均调形时间为8min。采用分块成形与分段成形方式时，可成形出比一次成形尺寸大几倍甚至十几倍的曲面零件。(2)SM25—1200型多点调形装置。SM25—1200型多点调形装置是为飞机蒙皮类零件的拉伸成形要求设计的，调形尺寸为1200mm×800mm，可成形板厚1—5mm，冲

8、头群排列方式为48×32，冲头截面尺寸为25ram×25mm。该装置采用机械手凋形方式，可同时调整8个冲头单元，平均调形时间约需30rain，能实现不同形状蒙皮件的快速制造。制造出的蒙皮件表面质量好、成形精度高，达到了传