板材成形技术

板材的成型工艺
板材的成型工艺一般包括以下几种：
1. 热压成型：将板材放入热压机中，加热压制，使板材在高温高压下形成所需的形状和结构。

常用于木材、复合木材、人造板等材料的制作。

2. 塑料成型：将熔化的塑料注入模具中，经冷却固化后取出成型。

常用于制作塑料板材、塑料薄膜等。

3. 钣金成型：通过机械加工和冷弯等工艺将金属板材进行成形，常用于制作金属板材、金属零件等。

4. 压延成型：将金属或非金属材料放入压延机中，经过一定的工艺处理，使材料获得所需的形状和尺寸。

常用于制作金属板材、塑料薄膜等。

5. 注塑成型：将熔化的塑料注入注塑机中，经过高压射入模具中形成所需形状，然后冷却固化取出成型。

常用于制作塑料制品、塑料零件等。

需要根据具体的板材材料和形状要求选择适合的成型工艺，以达到预期的效果。

装备制造业之塑性成形技术随着现代工业的不断发展，各类装备制造业在实现高效生产和优质产品方面面临着日益严峻的挑战。

然而，塑性成形技术作为一种重要的制造工艺，正逐渐成为解决这些问题的关键。

本文将介绍塑性成形技术在装备制造业中的应用及其优势，并分析其未来发展趋势。

一、塑性成形技术在装备制造业中的应用1. 金属板材的压力成形金属板材压力成形技术是制造高强度、高精度零部件的重要手段。

通过将金属板材置于模具中，并施加压力，使金属板材发生弯曲、拉伸或冲裁等变形过程，从而得到所需形状的零部件。

该技术广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域，并且可以生产出具有优良机械性能和表面质量的产品。

2. 金属管材的拉伸和冲压成形金属管材的拉伸和冲压成形技术主要用于制造管道、管接头和其他金属管材零部件。

通过控制拉伸和冲压力度，使金属管材在变形过程中逐渐改变截面形状，从而得到满足需求的产品。

该技术在石油化工设备、船舶制造等行业中得到广泛应用。

3. 塑性挤压技术塑性挤压技术是将金属坯料通过模具挤压成型，用于制造复杂截面的金属材料。

该技术具有高效率、节能和资源利用率高的特点，并且可以生产出优质的零部件。

在航空航天、铁路交通等领域，塑性挤压技术已成为制造高性能轻质构件的重要工艺。

二、塑性成形技术的优势1. 精度高塑性成形技术可以通过精确的模具设计和控制，实现对材料的精细加工，从而获得高度精密的零部件。

与传统加工工艺相比，塑性成形技术具有更低的工艺损失和变形量，可以提供更高的制造精度和表面质量。

2. 材料利用率高塑性成形技术将材料的变形过程与材料的剪切、挤压和拉伸等工艺相结合，可大幅提高材料的利用率。

与传统切削加工相比，塑性成形技术减少了材料废料的产生，并可在一次成形中得到复杂形状的零部件。

3. 生产效率高塑性成形技术具有高效率、批量生产的优势。

通过合理的设备配置和工艺优化，可以实现自动化、连续化生产，从而大幅提高生产效率。

此外，塑性成形技术还可以快速响应市场需求，缩短产品的开发周期。

板材三维曲面多点成形技术吉林工业大学!"##$%&李明哲陈建军隋振’摘要(多点成形是一种板材柔性成形新技术)它在新产品的试制开发*多品种*小批量板类件生产*大型板材成形等诸多方面都显示出良好的潜力)本文探讨了多点成形的基本原理*技术特点和系列实用技术+并对多点成形的应用前景作了阐述)关键词多点成形无模成形板材成形随着航空*航天*舰船*汽车等生产行业飞速发展+金属板材成形件的需求量越来越大)尤其对于像飞机外壳*船体外板等大型金属三维曲面的成形+目前只能采用手工加工方法)其工作环境差*劳动强度高*生产效率低且较难获得精确的目标形状)因此+迫切需要开发能够迅速适应产品更新换代需要+自动化程度高*适应性广的板材成形新技术*新设备)多点成形是将多点成形技术和计算机技术结合为一体的先进制造技术)该技术利用了多点成形设备的,柔性-特点+不需要换模就可实现各种曲面的成形+从而实现无模成形.运用分段成形技术+可以利用小设备实现大型板材的成形+使生产效率大大提高)基本概念多点成形的基本原理是利用一系列规则排列的*高度可调的基本体+通过对各基本体运动的实时控制+自由地构造出成形面+从而实现板材三维曲面成形/见图!+$&)多点成形技术涵盖的领域很广+包含了从多点成形原理*工艺*成形方法到多点成形设备的设计与制造等诸多方面)多点成形方法与传统模具成形方法的一个主要区别就是它具有,柔性-加工特点+即可以实时控制各基本体的位移和速度)利用这个特点+既可以在成形前也可在成形过程中改变基本体的相对位移状态+从而改变被成形件的变形路径及受力状态+以达到不同的成形结果)多点成形设备的这种柔性加工的特点与传统模具成形相比能为工件提供更多的变形路径的选择+从而能够实现如反复成形*分段成形等很多特色加工方法)多点成形有二种典型的方式+一种称为多点模具成形!其特点是在板材成形前就调整好各基本体的位置!而在成形过程中基本体间没有相对运动"其实质与模具成形基本相同!只是把模具分成离散点"另一种称为多点压机成形!其特点是在成形前不对基本体进行调整!而在成形过程中调整基本体位置!此时的每对基本体都相当于一台小型压机!故称为多点压机成形法"多点压机成形更能体现多点成形的优点"图#调整后的马鞍形成形面图$多点成形样件多点成形设备则是以计算机辅助设计%辅助制造%辅助测试&’()*’(+*’(,-技术为主要手段的板材柔性加工新装备!它以可控的基本体群为核心!板类件的设计%规划%成形%测试都由计算机辅助完成!从而可以快速经济地实现三维曲面自动成形"技术特点与传统的模具成形相比!多点成形具有其自身的特点.#/实现无模成形通过对各基本体运动的控制来构造出各种不同的成形曲面!可以取代传统的整体模具!节省模具设计%制造%调试和保存等所需的人力%物力和财力!显著地缩短产品生产周期!降低生产成本!提高产品的竞争力"与模具成形法相比!不但节省加工制造模具的费用!而且节省大量的修模与调模时间"与手工成形方法相比!成形的产品精度高%质量好!并且显著了提高生产效率"$/优化变形路径通过基本体调整!实时控制变形曲面!随意改变板材的变形路径和受力状态!提高材料成形极限!实现难加工材料的塑性变形!扩大加工范围"0/实现无回弹成形可采用反复成形新技术!消除材料内部的残余应力!并实现少无回弹成形!保证工件的成形精度"1/小设备成形大型件采用分段成形新技术!可以连续%逐次成形超过设备工作台尺寸数倍的大型工件"2/易于实现自动化曲面造型%工艺计算%压力机控制%工件测试等整个过程全部采用计算机辅助!实现’()*’(+*’(,一体化生产!工作效率高!劳动强度小!极大地改善了劳动者作业环境"实用技术适应不同的需求!多点成形已经形成了系列化的实用技术.#/无回弹反复成形技术反复成形法就是利用多点成形柔性化的特点!在多点成形中成形件围绕着目标形状连续不间断地反复成形!逐渐靠近目标形状!减小工件的回弹及材料内部的残余应力!实现板材小回弹或无回弹成形"如图0所示!反复成形时!首先使材料变形到比目标形状加上应有的回弹值还大一点的程度"在此状态下!再使材料往回变形"如果此时的变形量等于回弹值!就相当于卸载过程!继续加载使材料沿其回弹方向继续变形到超过目标形状"这样!以目标形状图0反复成形过程为中心!重复上述成形过程!使板料逐渐地靠近到目标形状!最后在目标处结束成形"在多次反复成形过程中!34$35新技术新工艺6$777年第#7期万方数据可使残余应力的峰值逐渐变小!最终可实现无回弹"无残余应力的变形#$%分段成形技术多点分段成形充分利用了多点成形设备的柔性特点!把工件在不分离的情况下分成若干个成形区域分别成形!从而能够实现利用小设备对大型板材的成形&见图’(#图’分段成形技术这种成形方法可以减小设备尺寸!实现以往只能利用手工完成的大型板材的压制!从而大大降低产品的成本#同时!多点分段成形方法也可以提高板材的成形极限!但由于分段成形时!板材在每次成形时!都要受到未成形区及已成形区的影响!成形区的受力及变形情况比整体成形时要复杂得多!控制较难#应用该技术目前已成形出超过设备工作台面积)倍的样件!扭曲面总扭曲角超过’**+&见图,(#图,分段成形样件-%多道成形技术对于变形量很大的制品!选取最佳路径多道成形!使成形过程中板材各部分变形尽量均匀!以消除起皱等成形缺陷!提高板材的成形能力#’%闭环成形技术即将自动控制技术与./0!./1结合起来!对成形后的工件进行三维测量!将测量的数据反馈到./1系统!经过控制算法运算后!计算出基本体群形状的修正量!传递给控制系统再次成形!这样反复几次!可以达到精确的目标形状#结语多点成形技术可以实现无模成形!节省模具制造费用与时间2可以改善被成形件的变形条件!实现无回弹成形!并实现在小设备上成形大型件#多点成形技术特别适合于三维曲面板制品的多品种小批量生产及新产品的试制!所加工的零件尺寸越大!其优越性越突出#多点成形技术在飞机和航天器的蒙皮!轮船和舰艇的外板!车辆!大型容器和城市雕塑等三维曲面板制品加工中!有着广阔的应用前景!并将产生应有的经济效益和社会效益#参考文献3%李明哲!中村敬一%基本的4成形原理5检讨&板材多点成形法5研究第3报(%平成’年度塑性加工春季讲演会论文集!366$7,368,$$$%9:;<=>?@:!A B >C ;<@:B ?D E %!9B F D :G H C :;DI C J K :;<7L I F ?M :N F ?K L ;B I L E D B J :;<K ?D >C OI C J L -G OP B J I L E ?P >??D !Q C B J G ;L F C I 9L D ?J :L F P R J C E ?P P :;<0?E >;C F C <S !3666!T )7$))8$T *-%李明哲!蔡中义等%板材多点反复成形的残余应力分析%机械工程学报U $***!-V &3(7,*8,’’%李明哲!赵晓江等%多点分段成形中的几种成形方法%中国机械工程!366)!T &3(7T )86*W 国家T V -X .Y 9Z 主题资助项目及教育部垮世纪优秀人才基金资助项目责任编辑吕德隆9B F D :G H C :;D [C J K :;<I C J -OZ >??D 9?D L F R L J D PQ :F :;\;:]?J P :D SC I 0?E >;C F C <S @:9:;<=>?.>?;Q :L ;^B ;Z B :_>?;‘a b c d e f c 9BF D :G R C :;D [C J K :;<&9R [(:P L ;?g I F ?M :N F ?O ?I C J K :;<D ?E >;C F C <SI C J P >??D K ?D L FH L J D P %Y D >L P P >C g ;<C C OH C D ?;D :L F :;K L ;SL P H ?E D P P B E >L P O ?]?F C H K ?;D CI ;?g HJ C O B E D !H J C O B E D :C ;C IK B F D :G D S H ?L ;OP K L F F G P E L F ?P >??D H L J D P !O ?I C J K L D :C ;C I F L J <?G P :=?P >??D K ?D L F ?D E %Y ;D >:P H L H ?J !D >?N L P :E H J :;E :H F ?L ;O D ?E >;:E L F E >L J L E D ?J :P D :E P C I 9R [L J ?O :P E B P P ?O %Z ?J :L F B D :F :D SD ?E D C ;:h B ?P L J ?H J C H C P ?O %/;OD >?L H H F :E L D :C ;H J C P H ?E D C I 9R [:P L F P C?M H C B ;O ?O%i j k l m d n b K BF D :GH C :;DI CJK :;<!O :?F ?P P I C J K :;<!P >??D I C J K :;<o6$o p 新技术新工艺q$***年第3*期万方数据。

钣金成形工艺
钣金成形工艺是指通过对金属板材进行加工，将其变形成为特定形状和尺寸的工艺过程。

常用的钣金成形工艺包括剪切、冲孔、折弯、拉伸、压缩等。

1. 剪切：将金属板材通过剪切机具有相应形状的刀具剪成所需尺寸或形状。

2. 冲孔：通过冲孔机将金属板材冲出各种形状的洞孔或者其他的凹凸形状来满足生产的需要。

3. 折弯：使用折弯机或者手工操作将金属板材按照需要的角度或弧度进行折弯。

4. 拉伸：使用拉伸机将金属板材在一定范围内进行拉伸变形，实现板材的成形加工。

5. 压缩：通过坯料压缩机将板材进行卷制或者成型，将平板加工成曲面或者管形的组件。

随着科技的不断发展，钣金成形工艺也在不断的创新和完善，使得加工效率、成品质量、生产周期等方面得到了更好的提升和保障。

I. 基本知识概述一、成形极限图冲压成形性能：板料对冲压成形工艺的适应能力。

全面地讲，板料的冲压成形性能包括抗破裂性、贴模性和定形性，故影响因素很多，如材料性能、零件和冲模的几何形状与尺寸，变形条件（变形速度、压边力、摩擦和温度等）以及冲压设备性能和操作水平等。

板料的贴模性指板料在冲压过程中取得模具形状的能力，定形性指零件脱模后保持其在模内既得形状的能力。

影响贴模性的因素很多，成形过程中发生的内皱、翘曲、塌陷和鼓起等几何面缺陷会使贴模性降低。

影响定形性的诸因素中，回弹是最主要的因素，零件脱模后，常因回弹大而产生较大的形状误差。

板料的贴模和定形性好坏与否，是决定零件形状尺寸精确度的重要因素。

目前的冲压生产和板料生产中，仍主要用抗破裂性作为评定板料冲压成形性能的指标。

失稳：板料在成形过程中会出现两种失稳现象，即拉伸失稳和压缩失稳。

拉伸失稳是板料在拉应力作用下局部出现颈缩或破裂；压缩失稳是板料在压应力作用下出现皱纹。

成形极限：板料在失稳前可以达到的最大变形程度。

成形极限分为总体成形极限和局部成形极限。

总体成形极限反映板料失稳前某些特定的总体尺寸可以达到的最大变形程度，如极限拉深系数、极限胀形高度和极限翻边系数等均属于总体成形极限。

总体成形极限常用作工艺设计参数。

局部成形极限反映板料失稳前局部尺寸可以达到的最大变形程度，如成形时的局部极限应变即属于局部成形极限。

成形极限图（Forming Limit Diagrams,缩写FLD ）是60年代中期由Keeler 和Goodwin 等人提出的。

成形极限图（FLD ）是板料在不同应变路径下的局部失稳极限1e 和2e （工程应变）或1ε和2ε（真实应变）构成的条带形区域或曲线，它全面反映了板料在单向和双向拉应力作用下的局部成形极限。

成形极限图（FLD ）的提出，为定性和定量研究板料的局部成形性能奠定了基础。

在此之前，板料的各种成形性能指标或成形极限大多以试样的某些总体尺寸变化到某种程度（如发生破裂）而确定。

金属板材塑性成形的极限分析一、金属板材塑性成形的基本概念与重要性金属板材塑性成形是一种利用金属材料的塑性变形能力，通过外力作用使其发生形状变化的加工技术。

这种技术广泛应用于汽车、航空航天、家电制造等多个领域，对于提高材料利用率、降低成本、提升产品性能具有重要意义。

1.1 金属板材塑性成形的基本定义塑性成形是指在一定的温度和压力条件下，金属板材在塑性状态下发生形变，最终形成所需形状和尺寸的过程。

这一过程涉及到材料的力学行为、变形机理以及加工工艺等多个方面。

1.2 金属板材塑性成形的重要性金属板材塑性成形技术是现代制造业的基石之一。

它不仅能够提高材料的成形精度和生产效率，还能有效降低生产成本，满足现代工业对高性能、轻量化产品的需求。

二、金属板材塑性成形的关键技术与工艺金属板材塑性成形包含多种关键技术与工艺，这些技术与工艺直接影响成形质量、生产效率和成本。

2.1 金属板材的塑性变形机理金属板材的塑性变形机理是塑性成形的基础。

它涉及到材料内部的微观结构变化，如位错运动、晶粒变形等。

了解这些机理有助于优化成形工艺，提高成形质量。

2.2 塑性成形的主要工艺方法塑性成形的主要工艺方法包括轧制、拉伸、冲压、弯曲等。

每种方法都有其特定的应用场景和优势，选择合适的工艺方法对于保证成形效果至关重要。

2.3 塑性成形过程中的缺陷控制在塑性成形过程中，可能会出现裂纹、起皱、回弹等缺陷。

有效的缺陷控制技术可以显著提高成形件的质量和可靠性。

2.4 塑性成形工艺的数值模拟随着计算机技术的发展，数值模拟已成为塑性成形工艺设计的重要工具。

通过模拟可以预测成形过程中的应力、应变分布，优化工艺参数。

三、金属板材塑性成形的极限分析与应用极限分析是研究金属板材在塑性成形过程中达到极限状态的条件和行为，对于提高成形工艺的安全性和可靠性具有重要意义。

3.1 极限分析的理论基础极限分析的理论基础包括材料力学、塑性力学和断裂力学等。

这些理论为分析金属板材在成形过程中的应力、应变状态提供了科学依据。

碳纤维板材成形工艺
碳纤维板材是一种轻质、高强度的材料，广泛应用于航空航天、汽车、运动器材等领域。

其成形工艺是关键的环节，直接影响着板
材的质量和性能。

下面我们来介绍一下碳纤维板材的成形工艺。

首先，碳纤维板材成形的关键是原材料的选择和预处理。

碳纤
维是一种高性能的纤维材料，其质量和性能直接影响着成品的质量。

在成形之前，需要对碳纤维进行表面处理，以增强其与树脂的粘合力。

同时，还需要对碳纤维进行裁剪和叠层，以满足不同形状和尺
寸的需求。

其次，成形工艺中的树脂浸渍和固化是至关重要的步骤。

树脂
浸渍是将预处理好的碳纤维与树脂进行浸渍，使其充分渗透并充满
整个纤维层，以确保成品的均匀性和密实度。

而固化则是通过加热
或化学反应使树脂发生聚合反应，形成坚固的结构。

另外，成形工艺中的压制和热处理也是不可或缺的环节。

在压
制过程中，需要将浸渍好的碳纤维层放置在模具中，并施加一定的
压力，以使其形成所需的形状。

而热处理则是通过高温处理，使树
脂充分固化和硬化，以提高成品的强度和耐久性。

最后，成形后的碳纤维板材还需要进行后续的加工和表面处理。

例如修边、打磨、喷涂等工艺，以提高其外观质量和耐候性。

总的来说，碳纤维板材成形工艺是一个复杂而精细的过程，需
要在材料选择、预处理、树脂浸渍、固化、压制、热处理等环节上
精益求精，以确保最终成品的质量和性能达到要求。

随着材料科学
和工艺技术的不断发展，相信碳纤维板材在未来会有更广泛的应用
和更优秀的性能表现。

钛合金板材超塑成形和扩散连接件通用技术规范1 范围本文件规定了钛合金板材超塑成形和扩散连接件（以下简称连接件）的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存及质量证明文件。

本文件适用于TA15、TA32和TC4钛合金板材连接件的设计、制造和验收，其他钛合金板材的连接件参照使用。

2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 191 包装储运图示标志GB/T 228.1 金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T 3375 焊接术语GB/T 3620.1 钛及钛合金牌号和化学成分GB/T 3620.2 钛及钛合金加工产品化学成分允许偏差GB/T 4698（所有部分）海绵钛、钛及钛合金化学分析方法GB/T 5168 钛及钛合金高低倍组织检验方法GB/T 6394 金属平均晶粒度测定方法GB/T 8541 锻压术语JB/T 4008 无损检测液浸式超声纵波脉冲回波检测和评定不连续方法3 术语和定义GB/T 8541和GB/T 3375界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1超塑成形和扩散连接superplastic forming and diffusion bonding（SPF/DB）超塑成形与扩散连接（扩散焊）工艺相结合制造零件的方法，通常称超塑成形/扩散连接。

3.2超塑成形和扩散连接件 superplastic forming and diffusion bonding parts（SPF/DB parts）采用超塑成形和扩散连接（3.1）方法制造的零件，通常称超塑成形/扩散连接件。

3.3扩散连接焊合率 diffusion bonding rate在指定扩散连接界面发生扩散连接的焊合面积占界面面积的百分比。

3.4凹坑 pit成形过程中零件表面形成的点状凹陷，见图1a）。

螺纹板成形工艺螺纹板是一种常见的金属板材，其表面形成了螺纹状的花纹，具有美观、防滑等特点，在建筑、交通运输、装饰等领域得到广泛应用。

螺纹板的成形工艺是指将平板材料经过一系列加工步骤，最终形成螺纹状花纹的过程。

下面将从材料选择、加工工序、设备要求等方面详细介绍螺纹板成形工艺。

一、材料选择螺纹板成形所选用的金属材料有很多种类，常见的有不锈钢板、铝合金板、铜板等。

不同的材料具有不同的特性和用途，因此在选择时需要考虑到使用环境和要求。

例如，在室外场合使用时需要考虑耐候性和防锈性，而在装饰领域则需要考虑外观质量和色彩搭配。

二、加工工序1. 板材切割：首先将原始平板材料按照要求尺寸进行切割。

2. 立体冲压：采用冲压机将平板进行立体冲压，形成螺纹状花纹。

冲压时需要根据不同的花纹形状和尺寸选择不同的冲模，保证花纹质量和精度。

3. 矫平：将立体冲压后的板材进行矫平处理，使其表面光滑、平整。

4. 折边：根据要求将螺纹板进行折边加工，使其具有一定的强度和稳定性。

5. 表面处理：对螺纹板进行表面处理，如抛光、喷涂等，以达到美观、防锈等目的。

三、设备要求1. 冲压机：用于将平板进行立体冲压加工。

需要选择具有高精度和稳定性的设备，并根据不同的花纹形状和尺寸选择合适的冲模。

2. 矫平机：用于对立体冲压后的板材进行矫平处理。

需要选择具有高精度和调节性能好的设备。

3. 折边机：用于对螺纹板进行折边加工。

需要选择具有高精度和稳定性能好的设备。

4. 表面处理设备：根据要求选择相应的表面处理设备，如抛光机、喷涂设备等。

四、注意事项1. 冲压时需要根据不同的花纹形状和尺寸选择合适的冲模，避免出现花纹不清晰或者变形等问题。

2. 在矫平过程中需要控制好矫平力度，避免过度矫平导致变形或者损坏。

3. 折边时需要根据要求选择合适的折边角度和长度，避免出现折边过大或者过小的情况。

4. 对于不同材料的螺纹板需要采取不同的表面处理方式，以达到美观、防锈等目的。

板材无压边多点成形中起皱的数值模拟
随着生产技术的不断发展，板材多点成形技术被广泛应用于汽车、飞机等工业领域。

由于板材多点成形工艺需要在一定的压力作用下对板材进行成形，因此板材表面往往会产生起皱现象，导致成形效果不理想。

因此，研究板材多点成形中起皱的原因和解决方法，对于提高多点成形技术的效率和质量具有十分重要的意义。

本文基于数值模拟方法，通过使用有限元软件ABAQUS建立了板材多点成形模型，模拟分析了板材无压边多点成形中起皱的原因，并提出了解决方法。

首先，对板材多点成形的工艺进行了详细介绍：板材在固定的电极间被多个凸台同时压缩，使其在凸台处发生塑性变形，从而实现对板材的成形。

然而，在实际操作中，板材表面往往会出现起皱现象，影响了成形效果。

接着，通过建立板材多点成形模型，分析了板材表面产生起皱的原因。

首先，板材在成形过程中受到了各种形式的力的作用，如拉伸力、压缩力等。

当拉伸力超过板材的塑性极限时，板材表面产生了起皱；其次，板材表面的应变梯度也会影响板材表面的平整度，若应变梯度很大，则会使板材表面产生起皱。

最后，提出了解决板材多点成形中起皱问题的方法。

首先，增加板材的厚度或者增加板材的强度，在保持成形效果的前提下，可以减少板材表面的皱纹；其次，改变电极的设计，使电极的高度和半径变化平稳，使板材的受力分布均匀，可以有效地减少板材表面的皱纹。