[發明專利]一種均勻板厚的制品漸進成形方法及該方法獲得的制品

有效

• 申請號: 201710069722.6
• 申請日: 2017-02-08
• 公開（公告）號: CN106807828B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 李麗華;王進;姜虎森;王海濤;周鵬;王小連;柳琪;金燁堂;王旭
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: B21D31/00
• 分類號: B21D31/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 趙敏玲

技術領域

本發明涉及一種均勻板厚的制品漸進成形方法及該方法獲得的制品，屬于板料漸進成形加工技術領域。

背景技術

板料漸進成形技術不需要模具或只需要支撐模，借助CAD模型即可完成板料制品的成形，特別適合新產品開發以及單件或小批量鈑金件的生產，可做為沖壓企業柔性制造環節，是對傳統沖壓成形的有利補充，因而得到了越來越多的關注和研究。

對于現有漸進成形技術，不管是工具與板料始終接觸的連續式漸進成形，還是工具因不斷抬起落下而與板料保持斷續的周期性接觸的錘擊式漸進成形，制品的厚度均顯著受成形角影響，板料變形前后厚度基本遵循正弦定律，即t＝t₀·sin(90^o-α)?？梢姵尚谓窃酱?，變形后板料厚度越薄，當成形角超過板料的漸進成形極限角時，板料即發生破裂。因此當制品不同部分成形角相差較大時，成形制品厚度顯著不均，成形角大的區域甚至容易發生破裂。成形制品厚度不均是目前限制漸進成形發展的主要問題之一。

發明內容

本發明提出了一種均勻板厚的制品漸進成形方法及該方法獲得的制品，通過控制工具加工軌跡的波動方向即可控制工具的錘擊角度，使金屬由壁厚區域流向薄壁區域，從而達到均勻板厚的目的，提高了板料的成形性能和制品的成形質量。

本發明采用的技術方案如下：

一種均勻板厚的制品漸進成形方法，包括以下步驟：

(1)采用三維軟件建立制品三維幾何模型；

(2)采用三維軟件或人工編程方式生成制件的連續接觸漸進成形加工軌跡；

(3)將步驟(2)中的連續接觸漸進成形加工軌跡以滿足一定成形精度的離散點輸出；

(4)在三維幾何模型的豎直方向上引入正弦波動，生成錘擊角為90°的錘擊式漸進成形軌跡；

(5)按照制品的平均壁厚或成形處的期望壁厚，計算成形工具在不同位置處的錘擊角度θ；

(6)以相鄰兩個正弦波動的波谷的工具軌跡點連線為轉軸，將兩波谷之間的軌跡點繞該轉軸旋轉角度(90°-θ)；

(7)輸出漸進成形的波動加工軌跡；

(8)成形工具按步驟(7)所述的加工軌跡對板料進行漸進成形，得到制品。

進一步，所述的均勻板厚的制品漸進成形方法，步驟(3)中根據要引入正弦波的波長和每個波長應滿足軌跡點的個數，通過Lagrange線性插值法對步驟(2)輸出的加工軌跡點進行插值。

進一步的，步驟(5)的計算方法如下：

式中，制品的成形角為α，漸進成形的錘擊角為θ，t₀為板料初始厚度，為制件側壁平均厚度，t_底為單點成形時板料底部厚度，t_邊緣為雙點成形時板料邊緣厚度；h為制品頂面到底面的高度；l為制品中心線到最外側邊緣的距離。

進一步的，步驟(7)的輸出格式為數控機床或專用漸進成形機可識別的格式。

進一步的，所述步驟(8)的具體過程如下：

將待加工件做成平板狀結構，使待加工件的幾何中心與成形夾具的幾何中心重合，壓住待加工件的四周；成形工具在數控機床或專用漸進成形機的控制下按照步驟(7)生成的波動軌跡數據進行逐點漸進成形。

一種制品，采用所述的均勻板厚的制品漸進成形方法獲得。

本發明的有益效果：

現有漸進成形技術無法直接解決因成形角變化而導致的板料局部厚度不均的問題。解決板料成形極限角限制和制品厚度不均多采用多道次漸進成形，即通過多次“從頂至底”和“從底至頂”來逐次調整板厚。但多道次漸進成形大幅增加了成形時間，且多道次成形制品的中間形狀難以確定，僅能依靠經驗或反復實驗。

本發明所述的均勻板厚的漸進成形方法，將正弦波引入加工軌跡實現錘擊式漸進成形；根據壁厚反推錘擊角，將錘擊角變為波動方向，寫入工具不同位置處的波動加工軌跡，從而實現了工具對板料錘擊方向的變化，改變了板料中金屬的流動方向，達到了均勻制品厚度的目的。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為一種均勻壁厚的漸進成形方法的板料變形示意圖。

具體實施方式