柔性翻边成形工艺参数研究

doi:10.16183/j.cnki.jsjtu.2020.162

上海交通大学学报 ›› 2021, Vol. 55 ›› Issue (10): 1246-1254.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2020.162

所属专题：《上海交通大学学报》2021年12期专题汇总专辑；《上海交通大学学报》2021年“机械工程”专题

柔性翻边成形工艺参数研究

尤舒曼¹, 李杰², 赵亦希¹(), 胡逸辉¹

1.上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室,上海 200240
2.首都航天机械有限公司,北京 100076

收稿日期:2020-06-03 出版日期:2021-10-28 发布日期:2021-11-01
通讯作者: 赵亦希 E-mail:yxzhao@sjtu.edu.cn
作者简介:尤舒曼(1996-),女,湖北省当阳市人,硕士生,研究方向为机器人柔性翻边成形.
基金资助:
一院高校联合创新基金项目(CALT201809)

Process Parameters of Flexible Flanging

YOU Shuman¹, LI Jie², ZHAO Yixi¹(), HU Yihui¹

1. Shanghai Key Laboratory of Digital Manufacture for Thin-Walled Structures, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
2. Capital Aerospace Machinery Co., Ltd., Beijing 100076, China

Received:2020-06-03 Online:2021-10-28 Published:2021-11-01
Contact: ZHAO Yixi E-mail:yxzhao@sjtu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

柔性翻边成形是一种局部连续加载的翻边新工艺,其工艺规律和规划方法尚不完善.结合航空钣金结构件的特点,设计特征翻边件,基于Abaqus平台进行柔性翻边成形工艺的仿真研究,总结翻边道次数、各道次角度分配、滚轮直径和滚压速度等关键工艺参数对成形质量的影响规律.综合考虑成形效率,优化工艺参数设计,并进行试验验证.结果表明:对关键工艺参数进行优化设计,能够低成本地显著提高柔性翻边的成形质量,并在一定程度上提高成形效率.

关键词: 柔性翻边成形, 钣金件, 工艺参数, 成形质量, 成形效率

Abstract:

Flexible flanging is a novel forming process by local continuous loading, but its process law and planning method are not perfect. Based on the characteristics of aviation sheet metal parts, the feature flanging parts were designed. Simulation of flexible flanging was conducted on the Abaqus platform, and the influence of key process parameters such as rolling pass numbers, the angle distribution of each pass, roller diameter, and rolling speed on forming quality were obtained. Considering the forming efficiency, the process parameters were optimized and verified by experiments. The results show that the forming quality of flexible flanging can be significantly improved with low cost by optimizing key process parameters, and the forming efficiency can be improved to a certain extent.

Key words: flexible flanging, sheet metal part, process parameter, forming quality, forming efficiency

中图分类号:

TH162

尤舒曼, 李杰, 赵亦希, 胡逸辉. 柔性翻边成形工艺参数研究[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(10): 1246-1254.

YOU Shuman, LI Jie, ZHAO Yixi, HU Yihui. Process Parameters of Flexible Flanging[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2021, 55(10): 1246-1254.

图/表 27

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

图8

图9

图10

图11

图12

图13

图14

图15

表3

表4

表5

各试验条件仿真的贴模间隙

试验号	d					$d -$	σ
试验号	A	D	B	E	C	$d -$	σ
1	2.62	2.42	2.55	2.14	1.93	2.33	0.29
2	2.64	2.32	2.28	2.22	2.05	2.30	0.21
3	2.97	2.84	2.78	2.56	2.02	2.63	0.38
4	2.11	2.46	2.73	2.63	3.03	2.59	0.34
5	1.93	2.22	2.53	2.72	2.86	2.45	0.38
6	1.93	2.80	2.87	2.93	3.45	2.80	0.55
7	3.20	2.86	2.69	2.23	2.37	2.67	0.39
8	3.37	2.97	2.75	2.56	2.18	2.77	0.45
9	3.56	3.07	2.71	2.68	2.31	2.87	0.47

表5

表6

正交试验计算贴模间隙平均值

正交试验因素	指标/mm
正交试验因素	$d - 1$	$d - 2$	$d - 3$	极差
翻边道次数	2.42	2.61	2.77	0.35
各道次角度分配	2.53	2.51	2.77	0.26
l	2.63	2.59	2.58	0.05
v	2.55	2.59	2.66	0.11

表6

图16

表7

图17

图18

图19

图20

表8

图21

参考文献 9

[1]	惠小鹏, 万政, 于长旺, 等. 钣金零件橡皮囊液压成形技术研究和应用现状[J]. 航空制造技术, 2017, 60(14):57-61.
	HUI Xiaopeng, WAN Zheng, YU Changwang, et al. Research and application status of rubber fluid forming technology for sheet metal parts[J]. Aeronautical Manufacturing Technology, 2017, 60(14):57-61.
[2]	刘闯, 范玉斌, 王俊彪. 飞机钣金成形信息化现状与关键技术解决途径[J]. 航空制造技术, 2016, 59(13):26-31.
	LIU Chuang, FAN Yubin, WANG Junbiao. Research and approach to key technology of aircraft sheet metal forming informationization[J]. Aeronautical Manufacturing Technology, 2016, 59(13):26-31.
[3]	SU C J, YANG L Y, LOU S M, et al. Optimized bending angle distribution function of contour plate roll forming[J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2018, 97(5/8):1787-1799. doi: 10.1007/s00170-018-2053-3 URL
[4]	王艳, 胡捷飞, 许光辉, 等. 四辊预弯与连续滚弯成形的机理与试验分析[J]. 塑性工程学报, 2016, 23(4):69-75.
	WANG Yan, HU Jiefei, XU Guanghui, et al. Theoretical and experimental analysis of four-roll pre-bending and continuous bending[J]. Journal of Plasticity Engineering, 2016, 23(4):69-75.
[5]	肖良红, 黎宇, 曹亚雄, 等. 薄壁槽钢零件辊弯成形边波产生机理及影响因素[J]. 塑性工程学报, 2016, 23(1):32-39.
	XIAO Lianghong, LI Yu, CAO Yaxiong, et al. Mechanisms and influences of edge-wave in roll-forming for thin-walled channel steel parts[J]. Journal of Plasticity Engineering, 2016, 23(1):32-39.
[6]	卢鹏, 兰凤崇, 周云郊. 铝合金滚边仿真方法与工艺参数影响分析[J]. 机械设计与制造, 2015(7):64-66.
	LU Peng, LAN Fengchong, ZHOU Yunjiao. Research on simulation method and influence of parameters on aluminum alloy roller hemming process[J]. Machinery Design & Manufacture, 2015(7):64-66.
[7]	金霞, 鲁世红. U型材单轴柔性滚弯成形回弹有限元分析[J]. 南京航空航天大学学报, 2010, 42(1):117-121.
	JIN Xia, LU Shihong. Springback study of U-section one-axle rotary shaping with elastic pad medium based on finite element analysis[J]. Journal of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, 2010, 42(1):117-121.
[8]	GÜRGEN S. A parametric investigation of roller hemming operation on a curved edge part[J]. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 2019, 19(1):11-19. doi: 10.1016/j.acme.2018.07.009 URL
[9]	谭高山, 张丽艳, 刘胜兰. 基于约束层次化策略的钣金件贴模度计算[J]. 计算机集成制造系统, 2015, 21(6):1546-1552.
	TAN Gaoshan, ZHANG Liyan, LIU Shenglan. Sp-ringback gap computation of sheet metal part based on constrained and hierarchical strategy[J]. Computer integrated manufacturing systems, 2015, 21(6):1546-1552.

因素水平	工艺参数
因素水平	翻边道次数	各道次角度分配	l/mm	v/(mm·s^-1)
1	7	逐渐减小	25	25
2	6	保持不变	50	50
3	5	逐渐增大	75	75

数据来源	d/mm
数据来源	A	D	B	E	C	平均值
试验	3.22	2.72	2.47	2.08	2.03	2.50
仿真	2.96	2.57	2.19	2.06	1.84	2.32
试验与仿真偏差	0.08	0.06	0.11	0.01	0.09	0.07

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正交试验因素	指标
正交试验因素	σ₁	σ₂	σ₃	极差
翻边道次数	0.29	0.42	0.44	0.14
各道次角度分配	0.34	0.35	0.47	0.13
l	0.43	0.34	0.38	0.09
v	0.38	0.38	0.39	0.01

[1]	冯巧波1,2，李永兵1，楼铭1，来新民1. 430铁素体不锈钢电阻点焊工艺性能[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2018, 52(12): 1649-1654.
[2]	舒赟翌，彭林法，易培云，来新民. 聚合物薄膜表面微结构的粉末热辊压成形工艺[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2017, 51(9): 1083-1089.
[3]	何雄君1，张晶1，何佳2，肖祥1，王进军3，董杰1. 焊接工艺参数对锚拉管焊接残余应力的影响 [J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2017, 51(8): 1018-1024.
[4]	顾新建，于忠奇，宋洋. 工艺参数对高强度钢冷冲压界面温度影响分析[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2017, 51(4): 426-.
[5]	王梦寒，李雁召，刘晓，夏知姿，陈明亮. 工艺参数对高光制品收缩及翘曲变形的影响[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2016, 50(02): 235-240.