[發(fā)明專(zhuān)利]一種網(wǎng)孔板的漸進(jìn)成形極限測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910717040.0
• 申請(qǐng)日: 2019-08-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110465584B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 查光成;鄭碩;王瑤;蔣哲東;馮星宇;查一凡
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京工程學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): B21D31/00
• 分類(lèi)號(hào): B21D31/00;B21C51/00;G06F30/17
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開(kāi)了一種網(wǎng)孔板的漸進(jìn)成形極限測(cè)試方法，所述方法包括如下步驟：1）建立變角度錐形模型，并且依據(jù)模型生成漸進(jìn)成形數(shù)控代碼；2）啟動(dòng)漸進(jìn)成形機(jī)床并輸入數(shù)控代碼；3）執(zhí)行漸進(jìn)成形數(shù)控代碼開(kāi)始加工該變角度錐形模型，記錄下此時(shí)機(jī)床X、Z軸的讀數(shù)和得到初次破裂點(diǎn)三維空間坐標(biāo)；4）將初次破裂點(diǎn)三維空間坐標(biāo)代入變角度錐形模型求得成形極限角；通過(guò)一個(gè)模型就可以快速測(cè)試出網(wǎng)孔板的成形極限角，具有操作簡(jiǎn)便、測(cè)試效率高、測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性好的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種網(wǎng)孔板的漸進(jìn)成形極限測(cè)試方法，屬于數(shù)控漸進(jìn)成形技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

金屬板料漸進(jìn)成形技術(shù)是一種適用于單件、小批量鈑金件的快速無(wú)模柔性制造技術(shù)，該技術(shù)引入快速原型制造技術(shù)的分層制造的思想，將復(fù)雜的三維模型沿高度方向離散成若干層，成形工具頭沿等高線在二維層面上進(jìn)行塑性加工，將板料逐層成形。該成形方法省去了昂貴的模具設(shè)計(jì)與制造費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)了鈑金產(chǎn)品數(shù)字化和定制化生產(chǎn)。

由于漸進(jìn)成形其特殊的加工方式，如圖1所示，成形工具頭在成形力的作用下對(duì)原始板料進(jìn)行變薄拉延，成形區(qū)域的材料在工具頭的作用下沿著工件軸向作剪切流動(dòng)，板料厚度會(huì)減薄，減薄規(guī)律遵循余弦定理δ＝δ₀cosθ(其中δ₀為板材的原始厚度，θ為成形角，δ為成形角θ位置的理論厚度)，板料在成形過(guò)程中會(huì)受到成形極限角θ_Max的約束，當(dāng)成形角θ＞θ_Max板材就會(huì)發(fā)生破裂。

目前，對(duì)于板材漸進(jìn)成形極限判判定方法主要有如下三種，第一種是王進(jìn)等人提出的圓弧溝槽測(cè)試法，該方法通過(guò)圓弧溝槽和十字交叉圓弧溝槽分別測(cè)試漸進(jìn)成形中板料的平面應(yīng)變單向拉伸應(yīng)變狀態(tài)和雙向拉伸應(yīng)變狀態(tài)來(lái)繪制漸進(jìn)成形極限圖(FLD)，但由于圓弧溝槽加工中網(wǎng)孔板中的網(wǎng)孔會(huì)發(fā)生劇烈變形甚至破裂，因此該方法不適用于網(wǎng)孔板的成形極限測(cè)試；第二種是G.Hussain等人提出的采用變角度球臺(tái)形曲面模型來(lái)測(cè)量漸進(jìn)成形中板料的成形極限，如圖2所示，該方法普遍應(yīng)用于無(wú)孔板料漸進(jìn)成形極限角θ_Max的判斷；第三種是專(zhuān)利(CN201610244097.X)中提出的一種高分子板料漸進(jìn)成形極限角θ_Max測(cè)試的方法，該方法將高分子板料起皺作為板料失效的準(zhǔn)則，并給出了測(cè)試方法。研究表明，金屬網(wǎng)孔板由于在漸進(jìn)成形過(guò)程中網(wǎng)孔會(huì)發(fā)生變形及材料流動(dòng)，其漸進(jìn)成形機(jī)理及料厚分布規(guī)律與普通板材有很大不同，因此前述方法均不能直接應(yīng)用于金屬網(wǎng)孔板的漸進(jìn)成形極限測(cè)試，也直接制約了漸進(jìn)成形技術(shù)在金屬網(wǎng)孔板加工中的推廣應(yīng)用。

與傳統(tǒng)金屬板料在制件底部發(fā)生破裂不同(初始破裂位置發(fā)生在當(dāng)前加工的區(qū)域)，網(wǎng)孔板在成形時(shí)網(wǎng)孔和板料都會(huì)發(fā)生變形，該破裂是由相鄰兩孔之間拉應(yīng)力引發(fā)的微裂紋擴(kuò)展撕裂而成，對(duì)拉應(yīng)力很敏感，其初始破裂位置往往發(fā)生在制件中間部位(初始破裂位置發(fā)生在已成形區(qū)域)，若采用如圖2所示的變角度球臺(tái)形曲面模型來(lái)測(cè)量網(wǎng)孔板的成形極限角θ_Max，由于傳統(tǒng)的變角度球臺(tái)形曲面模型隨著制件加工深度的增加，成形角度不斷提高，當(dāng)前加工區(qū)域?qū)σ殉尚螀^(qū)域產(chǎn)生的牽連效應(yīng)會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重(即拉應(yīng)力會(huì)越來(lái)越大)，這就導(dǎo)致已成形區(qū)域的網(wǎng)孔會(huì)提前發(fā)生破裂，因此無(wú)法通過(guò)傳統(tǒng)的變角度球臺(tái)形曲面模型計(jì)算出網(wǎng)孔板的成形極限角θ_Max。目前金屬網(wǎng)孔板的漸進(jìn)成形極限測(cè)試主要還是利用多個(gè)不同角度的圓錐模型多次逼近來(lái)測(cè)量，不僅測(cè)試效率低下，且測(cè)量出的成形極限角經(jīng)過(guò)多次逼近，操作隨機(jī)性較大、其結(jié)果誤差也大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種網(wǎng)孔板的漸進(jìn)成形極限測(cè)試方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)致的上述測(cè)試效率低下，且測(cè)量出的成形極限角經(jīng)過(guò)多次逼近，操作隨機(jī)性較大、其結(jié)果誤差也大的缺陷。

一種網(wǎng)孔板的漸進(jìn)成形極限測(cè)試方法，所述方法包括如下步驟：

1)建立變角度錐形模型，并且依據(jù)模型生成漸進(jìn)成形數(shù)控代碼；

2)啟動(dòng)漸進(jìn)成形機(jī)床并輸入數(shù)控代碼；