[發明專利]一種筒形件的成形方法

在審

• 申請號: 202210246884.3
• 申請日: 2022-03-14
• 公開（公告）號: CN114643311A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 高錦張;金志浩;鄭璐愷
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B21D22/16
• 分類號: B21D22/16;B21D37/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種筒形件的成形方法，包括：1、確定目標筒形件的尺寸；2、第一道次加工出成形角θ₁的圓臺件，后續道次根據高徑比H/D的取值選擇路徑方案；3、若H/D≤0.5，選用變角度直線路徑方法，計算出增量成形角Δθ，第n道次加工出成形角為θ₁+(n?1)Δθ的圓臺件，成形高度為D/2+R；4、若0.5＜H/D≤1.0，選用等高變角度直線路徑方法，計算出增量深度Δh和增量成形角Δθ，第n道次先加工出高度為(n?1)Δh的直壁，再以成形角為θ₁+(n?1)Δθ成形圓臺件，兩段路徑的成形高度和為D+R；5、第N道次加工出制件要求深度H的直壁，即得到目標筒形件。制備的筒形件高徑比H/B≤1.0，壁厚分布狀況良好；制件尺寸精度高，底部平整。

技術領域

本發明涉及一種成形方法，尤其涉及一種筒形件的成形方法。

背景技術

在實際生產過程中，筒形件是鈑金工藝中常見的結構件，采用傳統的拉深工藝成形筒形件時，容易出現起皺和破裂現象，成形深度受到較大的限制，制造成本大、周期長，不適應市場的多元化發展。而板料漸進成形工藝利用分層制造的思想，對坯料進行逐點成形，能最大限度地發揮坯料的塑性，并且省去了制造模具的時間和成本。采取現有的外輪廓支撐方法來加工筒形件時，毛坯中參與變形的區域有限，很容易出現破裂和扭曲現象，制件的底部會出現凸起，尺寸精度不高，并且必然產生由于加工工具頭帶來的工藝圓角。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于提供一種筒形件的成形方法，該方法能夠成形出壁厚相對均勻的H/D≤1.0筒形件。

技術方案：本發明的筒形件的成形方法，包括以下步驟：

(1)確定目標筒形件的尺寸：直徑D、高度H，其中高徑比0H/D≤1，選用的成形工具頭半徑為R(選用范圍是5mm-8mm)，成形過程中的軸向進給量Δz的選擇應滿足△z＝0.4mm-0.6mm，相鄰道次間加工方式順逆交替；

(2)第一道次加工出成形角θ₁＝60°的圓臺件，若H/D≤0.5，成形的圓臺件高度為D/2+R，并且后續采用變角度直線路徑，即步驟(3)；若0.5＜H/D≤1.0，成形的圓臺件高度為D+R，并且后續采用等高變角度直線路徑，即步驟(4)；

(3)若H/D≤0.5，第n(n＝2,3,…,N-1)道次加工出成形角為θ₁+(n-1)Δθ的圓臺件，成形高度為D/2+R，其中Δθ＝(90°-θ₁)/(N-1)；

(4)若0.5＜H/D≤1.0，第n(n＝2,3,…,N-1)道次先加工出高度為(n-1)Δh的直壁，再以成形角為θ₁+(n-1)Δθ成形圓臺件，兩段路徑的成形高度和為D+R，其中Δh＝(D+R)/(N-1),Δθ＝(90°-θ₁)/(N-1)；

(5)第N道次加工出深度H的直壁，切除多余材料，即得到目標筒形件。

進一步地，步驟(3)中：所述成形道次數目N的范圍為3-5；步驟(3)中：所述成形道次數目N的范圍為5-7。

作為進一步優選，步驟(3)中：成形道次數目N的最佳選擇為4；步驟(4)中：成形道次數目N的最佳選擇為6。成形道次數目N過小，會產生壁厚不均勻的現象甚至在直壁部分發生破裂，成形道次數目N過大即成形時間長，會造成板料加工硬化，且加工效率低。

有益效果：與現有技術相比，本發明具有如下顯著優點：1、能夠成形出高徑比H/D≤1.0的筒形件；2、毛坯參與變形的部分更多，更容易通過優化成形路徑來控制板料的減薄，目標制件壁厚狀況更優，力學性能好；3、能實現不同尺寸筒形件的快速漸進成形；4、加工成本低、成形效率高，周期短；5、制件尺寸精度高，底部平整，不產生由于加工工具頭帶來的工藝圓角。

附圖說明

圖1是變角度直線成形路徑示意圖；