1.3　传统拉伸成形的研究现状

随着国内设计和制造水平的不断提高，一些研究机构与高校根据实际生产需要自行设计了一些蒙皮拉伸成形设备。20世纪六七十年代，北京航空制造工程研究所先后研制了ML-1和ML-2系列的蒙皮拉伸成形装置，用于制造与生产一些航空主机厂用蒙皮。此外，北京航空航天大学在蒙皮拉伸成形装置开发、设备控制及工艺优化等方面进行了大量研究。何德华等［5］建立了数控拉形设备VTL100的有限元模型，采用解析法推导了板料变形与加载机构运动位移的关系，实验和模拟结果证明该方法具有较高的成形精度和实用性。张彦敏等［6-8］以双曲率蒙皮件为研究对象，分析了蒙皮零件回弹的产生机理及其影响因素；建立了以预拉率为设计变量、厚度减薄率为约束条件、截面应力差为目标函数的最优化模型，并通过正交试验建立响应面模型、采用序列二次规划和混合整数规划相结合的优化算法给出了板料的最优化预拉率，最后通过试验对该优化算法进行了验证，结果表明该算法具有高效、稳定等优势，研究中所用设备如图1.2所示。

图1.2　蒙皮拉伸成形设备

白笛等［9，10］建立了基于非精确交点的线面精确求解算法，基于最大梯度搜索算法开发了静态隐式拉伸成形数值模拟软件，并通过算例验证了该系统的可靠性及计算精度。白雪飘等［11］针对STRETCHFORM系统中存在运动正向求解不足的问题，开发了运动反向求解模块，并通过该系统对进气道蒙皮件进行了虚拟拉伸成形模拟，最后基于FET1200蒙皮拉伸成形设备进行了试验验证，成形装置如图1.3所示。于成龙等［12］基于VTL1000型数控蒙皮拉伸成形机开发了拉形机运动仿真系统，研究了拉伸成形轨迹计算及其与机床运动参数转换等两项关键技术及相关算法，基于FET1200装置对基于CATIA环境开发出的系统进行了实验验证，结果证明所开发的系统具有实用性和稳定性。此外，针对国产的ML-2蒙皮拉伸成形机，华中科技大学采用可编程序控制器和示教/再现技术对传统蒙皮拉伸成形机实现了数字化控制。(https://www.daowen.com)

近几十年来，随着对产品个性化和多样性的需求不断提高，传统板料成形工艺如拉深、冲压、拉伸成形等已渐渐不能满足对所需零件的加工制造。因此，开发新型柔性成形工艺及提高传统冲压工艺柔性化程度，具有重要的学术研究价值和商业应用价值。

图1.3　FET1200蒙皮拉伸成形设备