Evaluation of forming forces in ultrasonic incremental sheet metal forming

Li, Pengyang; He, Jin; Liu, Qiang; Yang, Mingshun; Wang, Quandai; Yuan, Qilong; Li, Yan

doi:10.1016/j.ast.2016.12.028

Cited by 56 publications

(17 citation statements)

References 17 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Hence, manufacturing of small batch size products and prototypes is not very economical using conventional forming processes in sheet metal forming. Multi-variety components in small batches can be manufactured at low cost with singlepoint incremental forming (SPIF) technology, which prevents limitations of traditional sheet metal forming processes [2]. SPIF is more suitable for the batch type and prototype production due to economical tooling cost, shorter lead time and ability to form nonsymmetrical geometries without using expensive dies for manufacturing complex components of sheet metal [3,4].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Experimental investigations and optimization of forming force in incremental sheet forming

Kumar

Gulati

2018

Sādhanā

View full text Add to dashboard Cite

Incremental sheet forming process has been proved to be quiet suitable and economical for job and batch type production, which exempts expensive and complex tooling for sheet forming. Investigation of forming forces becomes important for selecting the appropriate hardware and optimal process parameters in order to assure perfection and precision of process. Moreover, lack of available knowledge regarding the process parameters makes the process limited for industrial applications. This research paper aims at finding out effects of different input factors on forming forces in single-point incremental forming (SPIF) process. For operation sustainability and hardware safety, it becomes critical to optimize forming forces for a given set of factors to form a particular shape. In this study, optimization of input factors has been performed to produce conical frustums with helical tool path using Taguchi analysis as design of experiment (DOE) and analysis of variance (ANOVA). The optimal experimental conditions for forming forces have been calculated as sheet thickness (0.8 mm), step size (0.2 mm), tool diameter (7.52 mm), tool shape (hemispherical), spindle speed (1000 rpm), feed rate (1000 mm/min) and wall angle (50 o). Effects of tool shape and viscosity of lubricants have also been investigated. An intensive understanding of the mechanism of forming forces has been presented, which shows that force trend after peak values depends upon instant input factors that can be categorized as a safe, severe and crucial set of parameters.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Experimental investigations and optimization of forming force in incremental sheet forming

Kumar

Gulati

2018

Sādhanā

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…To quantitatively study the influence of the frequency and amplitude on the radial accuracy, a stepless frequency modulation ultrasonic generator was selected as the vibration generator. Experiments have been conducted to [24]. The influence of vibration parameters on the accuracy was studied experimentally when the tool head diameter was 8 mm, the layer spacing was 1 mm, the sheet thickness was 0.8 mm, and the forming angle was 50°.…”

Section: Experimental Results and Analysis Of Uv-spifmentioning

confidence: 99%

Research on the Radial Accuracy of Ultrasonic Vibration-Assisted Single Point Incremental Forming Parts

Yang

Bai

Lin

et al. 2019

International Journal of Aerospace Engineering

View full text Add to dashboard Cite

With the more and more complexity demands of the market, the geometric accuracy of the part has become the main factor restricting the development of single point incremental forming technology (SPIF). For this reason, with the truncated cone as the target part, the radial accuracy error generation mechanism was analyzed from the aspects of sheet springback and residual stress distribution. Four factors and three levels of surface response experiments were designed using the Box-Behnken Design (BBD) for tool head diameter, layer spacing, sheet thickness, and wall angle. The single and interactive influence law of the process parameters on the radial accuracy was obtained. In response to the above research results, the ultrasonic vibration was introduced into the process of SPIF to reduce springback by reducing residual stress. The influence of vibration parameters on the accuracy was obtained through experiments. The results showed that ultrasonic vibration could effectively improve and control the accuracy of the part.

show abstract

“…Model numeryczny 3D formowania wytłoczek został przygotowany w programie Abaqus 6.14-5, używanym do komputerowej analizy procesów kształto-wania blach [2,12]. Geometria narzędzi w symulacji numerycznej (rys.…”

Section: Modelowanie Numeryczneunclassified

Analiza numeryczna odkształceń blachy dc04 w procesie kształtowania wytłoczek osiowosymetrycznych

Kraska

Trzepieciński

2018

ZN PRz Mechanika

View full text Add to dashboard Cite

Artykuł zawiera wyniki symulacji numerycznych metodą elementów skończonych procesu formowania wytłoczek cylindrycznych z wykorzystaniem metody jawnej (explicit) całkowania równań ruchu w warunkach kontaktu z tarciem izotropowym i anizotropowym. Przedstawiono wyniki eksperymentalne oraz numeryczne uzyskane w programie Abaqus 6.14-5. Celem badań eksperymentalnych była analiza płynięcia materiału pod wpływem zadawanych obciążeń. Wyniki te wykorzystano do weryfikacji wyników symulacji numerycznych. Stwierdzono, że chociaż anizotropia oporów tarcia decyduje o wysokości występów na krawędzi wytłoczki, wpływ warunków tarcia na ostateczny kształt wytłoczki i rozkład grubości ścianki jest stosunkowo niewielki w porównaniu z wpływem anizotropii materiałowej. Badania wykazały również, że analiza numeryczna uwzględniająca dyskretyzację blachy za pomocą 3-węzłowych trójkątnych elementów typu shell S3R zapewnia najlepsze przybliżenie wyników symulacyjnych do danych eksperymentalnych, gdy uwzględnia się w modelu numerycznym jednocześnie anizotropię materiałową oraz anizotropię oporów tarcia.Słowa kluczowe: Abaqus, anizotropia, kształtowanie blach, metoda elementów skończonych WprowadzenieProjektowanie i analiza operacji kształtowania blachy wymagają znajomości mechanizmów odkształcenia, właściwości materiału i warunków brzegowych. Analityczna analiza procesu formowania jest bardzo złożona, ze względu na silnie nieliniowy charakter równań matematycznych. Z tego powodu modelowanie numeryczne oparte na metodzie elementów skończonych (MES) jest obecnie szeroko stosowanym podejściem, ponieważ zapewnia uwzględnienie dużej liczby 1 Damian Kraska, Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza, al. Powstańców Warszawy 12,

show abstract

Evaluation of forming forces in ultrasonic incremental sheet metal forming

Cited by 56 publications

References 17 publications

Experimental investigations and optimization of forming force in incremental sheet forming

Experimental investigations and optimization of forming force in incremental sheet forming

Research on the Radial Accuracy of Ultrasonic Vibration-Assisted Single Point Incremental Forming Parts

Analiza numeryczna odkształceń blachy dc04 w procesie kształtowania wytłoczek osiowosymetrycznych

Contact Info

Product

Resources

About