Development of CNC incremental forming machine with touch sense and its application to intelligent metal-flow control in sheet metal forming operation

触摸式数控渐进成形机的研制及其在金属板材成形操作智能金属流控制中的应用

基本信息

  • 批准号:
    06650796
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1994
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1994 至 1995
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

An incremental stretch-expandling is a process in which a sheet metal is stretch-expanded to fit on a tool-envelope surface made by relative motion of a tool around the sheet metal. The incremental forming process seems to be suited to small-lot production from viewpoint of a die-less forming operation, and is also thought to be important in metal-flow control operation. This study presents the development of the CNC incremental forming machine with touch sense in which the motion of the cylindrical tool can be controlled by a computer, made to imitate a figer motion in potter's wheel operation, and its application to intelligent metal-flow control in sheet metal stretch-expanding. Various kinds of axisymmetrical shell components, such as bulygy pot-shaped shell and deep cylindrical shell, were stretch-expanded by the developed machine. Effect of tool path schedules on strain distribution and limit in the shell components was examined using aluminum, aluminum alloy and copper sheets. It is found that the tool path schedules has influence on strain distribution in shell components, and the associated metal-flow has influence on the forming limit and large deflection. Experimental results suggest that the metal flow phenomena can be estimate qualitatively by the touch information between the tool and the sheet metal during the forming operation. Therefore, theproposed process by the developed machine with touch sense is useful for intelligent metal-flow control in sheet metal forming operation.
增量拉伸扩展是指将金属板材拉伸扩展以适应由工具围绕金属板材的相对运动而形成的工具外壳表面的过程。从无模成形操作的角度来看,增量成形工艺似乎适合于小批量生产,并且在金属流控制操作中也被认为是重要的。本文介绍了一种可由计算机控制圆柱形刀具运动的触摸式数控增量成型机的研制,该机床模仿陶工滚轮操作中的手指运动,并将其应用于板料拉伸过程中金属流动的智能控制。利用所研制的机械进行了各种轴对称壳体构件的拉伸膨胀,如胖墩墩型壳体和深圆柱型壳体。以铝板、铝合金板和铜板为材料,研究了刀具轨迹对壳体构件应变分布和极限的影响。研究发现,刀具轨迹安排对壳体构件的应变分布有影响,伴随的金属流动对成形极限和大挠度有影响。实验结果表明,在成形过程中,利用刀具与板料之间的接触信息可以对金属流动现象进行定性评价。因此,所开发的具有触觉传感的机器所提出的工艺对于板料成形过程中金属流的智能控制是有益的。

项目成果

期刊论文数量(28)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
北澤君義・尾角拓勉: "1パス法による薄板のCNCインクリメンタル張出し成形の可能性" 日本機械学会論文集C編. 62(掲載決定). (1996)
Kimiyoshi Kitazawa 和 Takutomu Ozumi:“使用一次性方法进行薄板 CNC 增量拉伸成形的可能性”,日本机械工程师学会汇刊,C 版(1996 年出版)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Kimiyoshi KITAZAWA and Hirokatsu OKAKU: "Possibility of CNC incremental stretch-expanding of sheet metal by sheet metal by single-tool-path process" Trans. JASME.Ser.(C). 62. (1996)
Kimiyoshi KITAZAWA 和 Hirokatsu OKAKU:“通过单刀具路径工艺对金属板进行 CNC 增量拉伸扩展的可能性” Trans。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Kimiyoshi KITAZAWA,Shintaro HAYASHI and Sumio YAMAZAKI: "Hemispherical stretch-expanding of aluminum sheet by computerized numerically controlled incremental forming process with two path method" J.Japan Institute of Light Metals. 46. (1996)
Kimiyoshi KITAZAWA、Shintaro HAYASHI 和 Sumio YAMAZAKI:“采用两路径法的计算机数控渐进成形工艺对铝板进行半球形拉伸扩张”,日本轻金属研究所。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
北澤君義・林真太郎・山崎純生: "2パス法によるアルミニウム薄板のCNCインクリメンタル球面状張出し成形" 軽金属. 46. (1996)
Kimiyoshi Kitazawa、Shintaro Hayashi、Sumio Yamazaki:“采用两道次法对薄铝板进行 CNC 增量球形拉伸成型”,轻金属 46。(1996 年)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
北澤君義・林真太郎 山崎純生: "2パス法によるアムミニウム薄板のCNCインクリメンタル球面状張出し成形" 軽金属. 46(掲載決定). (1996)
Kimiyoshi Kitazawa、Shintaro Hayashi、Sumio Yamazaki:“采用两道次法对铵薄板进行数控增量球形拉伸成形”轻金属 46(出版)。
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  • 资助金额:
    $ 1.41万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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  • 资助金额:
    $ 1.41万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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