[發明專利]板料點壓漸進成形錐臺形零件的方法

有效

• 申請號: 201210339005.8
• 申請日: 2012-09-13
• 公開（公告）號: CN102825130A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 肖旭東;王永軍;魏生民;張紀春;元振毅
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B21D31/00
• 分類號: B21D31/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

技術領域

本發明涉及板料柔性成形方法，具體是一種板料點壓漸進成形錐臺形零件的方法。

背景技術

鈑金零件的柔性制造技術在現代產品日益多樣化的趨勢下越來越受到研究機構和制造行業的重視。在旋壓基礎上發展而來的板料漸進成形（增量成形）方法就是一種鈑金零件的柔性制造技術。2001年日本人岡田智仙和川村涉申請了中國發明專利“增量成形方法及其設備”（公開號：CN?1320497A,公開日期：2001.11.7），提出將預定形狀的板料安裝在模具上，板料上方的成形工具沿模具內周連續移動而擠壓板料，使材料增量成形。近年來許多學者對板料漸進成形方法進行了深入研究。

目前，普遍研究的板料漸進成形方法仍有很多與旋壓成形方法相似的地方，值得注意的是，它們的成形軌跡都是連續的，成形工具在數控機床的帶動下沿著連續的成形軌跡運動，同時擠壓板料而成形零件。成形工具沿著成形軌跡連續向前運動的時候，成形工具不僅將局部的板料向垂直于成形軌跡的方向拉扯，同時也推動局部材料在成形軌跡方向移動產生周向變形，這種變形是不必要的，這種沿著成形軌跡的變形疊加，最終會在成形零件上以零件扭曲的形式反映出來，而降低了零件成形質量。比利時學者J.R.Duflou等2010年發表文章專門分析了連續軌跡漸進成形零件的扭曲變形問題，指出其扭曲變形是因為成形工具連續運動過程中對板料有向前的推擠作用，而產生了不必要的變形（Duflou?J?R,Vanhove?H,Verbert?J,et?al.Twist?revisited:Twist?phenomena?in?single?point?incremental?forming[J].CIRP?Annals-Manufacturing?Technology.2010,59(1):307-310.）。因此，提出一種可以使板料不產生這種非必要變形的漸進成形方法是有必要的。

發明內容

為克服現有技術中存在的成形零件扭曲變形的不足，本發明提出了一種板料點壓漸進成形錐臺形零件的方法。

本發明所述錐臺形零件的幾何尺寸包括：錐臺大端的直徑D、錐臺的高度H及成形角θ；所選用成形工具頭的半徑為r；所述成形角θ等于90°減去二分之一錐角；

具體步驟是：

第一步，根據零件形狀確定成形軌跡；確定成形軌跡的具體過程是：

a．成形軌跡的坐標原點為與成形工具頭相鄰的預成形板料的表面的幾何中心；建立成形軌跡的坐標系；

b．確定成形工具頭下壓參數；所述的成形工具頭下壓參數包括成形工具頭下壓的高度e、第n個周向軌跡Q_n與第n＋1個周向軌跡Q_n+1之間的軸向間距Δh_n、第n個周向軌跡Q_n與第n＋1個周向軌跡Q_n+1之間的徑向間距ΔR_n，以及第0個周向軌跡Q₀與第N-1個周向軌跡Q_N-1之間的軸向距離H₀；所述的ΔR_n=Δh_ncotθ，H₀=H-Δh_N-1，式中Δh_N-1為成形工具頭在第N-1個周向軌跡Q_N-1上的下壓高度；

c．確定周向軌跡的參數；所述周向軌跡的參數包括第0個周向軌跡Q₀的直徑D₀、第n個周向軌跡Q_n的直徑D_n，以及周向軌跡的數量N，其中H為錐臺的高度，e為成形工具頭每次的下壓高度；