多点三明治成形
多点三明治成形适用于曲率半径很大的工件制造。多点三明治成形模板的上模是聚氨酯弹性材料,工件两侧均有聚氨酯护板,目的是避免在工件上产生压痕。下模是由很多可以单独调节的冲头组成,其间有一定的间隙。冲头上有一钢板,它的作用是避免冲头压入工件,使离散的下冲头构成一个连续的模板。多点三明治成形模板较薄,且强度较弱,可以随小冲头的不同组合而变形成不同的形状,因而可重复使用。此前曾利用同一套模具生产了290种工件,这些工件用于某大型风洞收缩形体的不同部位。
封闭壳体无模液压胀形
无模液压胀形法的实质是向球内接32面壳体内施加液压,使其胀形,胀形后原来壳体的平面变为球面。如果胀形前的壳体为环壳,母线为直线,胀形后则可以将其变为曲线,工件呈轮胎状。如果将其切成4段,就成为90°弯头,通过这种方法可以直接用板料制造大直径弯头,而不是像通常那样将管料弯曲,或将管料切割组焊成虾米状的弯头。无模液压胀形的特点是不用压力机、不用模具,产品尺寸更灵活,生产准备周期短,且残余应力低。对于32面封闭壳体,胀形后最薄的位置处于六边形中点,约为5%。
非圆的壳体能胀成球的原因有二:一是从力学上看各处的承载能力不同。对于多面壳体,一般是板平面中心(曲率半径无限大)的承载能力低,该处离外接球面的距离最大,随着塑性变形在该处的发展,曲率半径下降。其余曲率半径相对较大处继续变形,如此反复,直至各处的曲率半径相等,即变成圆。这个过程是自动进行的,我们称其为几何形状调节。二是从材料的力学性能看,起初板面各处基本上是均匀的。随着塑性变形的进行,先发生变形处由于加工硬化使流动应力增加,而相邻未变形的部位由于材料未经强化,流动应力偏低,从而依次变形。这也是自动进行的,称其为应变强化调节。
全过程、多尺度数值模拟
数值模拟的发展总体趋势是快速与准确。目前数值模拟多用于单工序分析。近来通过多尺度数值模拟的方式,可以对多工序生产过程,包括加热、各成形工序和其间冷却以及随后热处理的组织与性能,实行全过程模拟。通过这种多尺度模拟方式,可以得到加工、处理全过程的宏观尺寸和微观组织的信息。模拟所需的边界条件(如流动应力、摩擦系数和热交换数据)通过精确的试验获得,然后代入少数物理常数(如焓、堆垛层错能、界面能和相变能),从而可以不再借助试验直接通过模拟计算得到有关结果。
除上述几个方面外,国外材料加工近来在微纳米成形技术方面已开展了很多研究工作,并已在助听器和微电机方面得到应用。此外,拼焊板成形已经实用化,它的特点是可以根据不同的使用功能将不同厚度、不同材质的板料拼焊后再冲压成零件。
(钢讯)