[發明專利]一種金屬鈑金件無模加工方法

有效

• 申請號: 201910159774.1
• 申請日: 2019-03-04
• 公開（公告）號: CN109909364B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 金霞;胡俊聰;蔡順;陳櫻利;鮑益東
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B21D31/00
• 分類號: B21D31/00
• 代理公司: 南京同澤專利事務所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 趙洪玉

本發明涉及一種金屬鈑金件無模加工方法，包括以下步驟：步驟一、將長方形金屬板料的四個邊界均通過夾具固定在成形機床上；步驟二、構建一個半橢球形狀的模型作為第一中間構型，該中間構型的表面積為最終成形制件表面積的60?80%；第一道次加工成形出所述第一中間構型；步驟三、從第一中間構型下方正中心向上構建反向的隆起鼓包作為第二中間構型，所述隆起鼓包的面積為第一中間構型表面積的30?40%；第二道次加工采用下方成形工具沿預設的第二成形軌跡成形出所述第二中間構型；步驟四、第三道次加工將第二中間構型成形至最終成形制件的形狀。本發明無需專用模具，加工周期短，能成形出大壁角或直角件、結構復雜件等難加工零件。

技術領域

本發明涉及一種金屬鈑金件無模加工方法，屬于金屬鈑金件制造技術領域。

背景技術

金屬鈑金加工在汽車、船舶、航空航天、軍事兵器、日用五金的等工業領域有著廣泛的應用，具有效率高、成本低、可大批量生產等特點。

近年來，隨著科學技術和國民經濟的快速發展，工業產品的需求趨于個性化，設計更新的周期縮短，使得傳統的鈑金成形如沖壓成形已無法滿足許多實際生產加工的需求。為了適應靈活的市場需求，許多無模鈑金成形技術應運而生。其中數控漸近成形技術作為近年來新興的一種柔性制造成形技術，無需采用專用模具，可用于加工變形程度大、形狀非常復雜的板材零件，同時耗能較低屬于綠色加工。其適用于航空航天、汽車工業和民用產品等的小批量、多品種、難成形的鈑金件加工及相應的新品研制，具有廣泛的應用前景，是屬于當前塑性加工領域的前沿方向之一。

對現有的板料漸進成形技術，加工過程中由于板料的壁厚變化受制于正弦規律的約束(即式中，t₀為成形前板料厚度、t為成形后板料厚度、為板料成形面與垂直方向的夾角，即成形壁角)，若成形角較大，會造成壁厚減薄嚴重，甚至制件的破裂。一般采用多道次漸近成形的工藝可以增大板料的成形角、提高成形極限，但仍難以解決加工過程中板料厚度不均勻、差距大的情況。

發明內容

本發明要解決技術問題是：提供一種提高金屬鈑金件成形極限同時保持一定的板料厚度均勻的加工方法，從而可以制得成形精度高的復雜鈑金件。

為了解決上述技術問題，本發明提出的技術方案是：一種金屬鈑金件無模加工方法，包括以下步驟：

步驟一、將長方形金屬板料的四個邊界均通過夾具固定在成形機床上；

步驟二、構建一個半橢球形狀的模型作為第一中間構型，所述第一中間構型的兩個赤道半徑分別為所述長方形金屬板料長邊和短邊的一半，所述第一中間構型的表面積為最終成形制件表面積的60-80％；第一道次加工采用上方成形工具沿預設的第一成形軌跡成形出所述第一中間構型；

步驟三、在第一中間構型的基礎上，從橢球面下方正中心向上構建反向的隆起鼓包作為第二中間構型，所述隆起鼓包呈半橢球形狀，所述隆起鼓包的面積為第一中間構型表面積的30-40％；第二道次加工采用下方成形工具沿預設的第二成形軌跡成形出所述第二中間構型；

步驟四、第三道次加工采用上方成形工具沿預設的第三成形軌跡將第二中間構型成形至最終成形制件的形狀。

本發明采用三道次加工金屬鈑金件，在第一道次加工成形第一中間構型，使用上方工具頭加工，作為過渡構型，成形壁角比最終構型小，保證材料不會破裂，且留有充足的余量可以進行后續的道次加工。在第二道次加工成形第二中間構型，第二道次加工是在第一中間構型的基礎上，使用下方工具頭沿與第一道次加工成形相反的工具軌跡方向成形出反向的隆起鼓包。第二道次加工成形的鼓包可以將毛料預先拉入并儲存，因此在進入第三道次加工的成形時，鼓包儲存的材料即可順利地補充到減薄率最大的零件壁部，避免了板料壁部過度變薄與拉裂的現象。