【摘要】：針對沖壓工藝難以成形形狀復(fù)雜板材件、沖壓模具難以制造或加工成本高以及單獨(dú)采用數(shù)控漸進(jìn)成形加工效率低的問題,提出基于沖壓工藝與數(shù)控漸進(jìn)成形工藝相結(jié)合的復(fù)合成形方法,并給出了基于沖壓與數(shù)控漸進(jìn)成形的復(fù)合成形的數(shù)值模擬方法。采用沖壓成形、數(shù)控漸進(jìn)成形和復(fù)合成形3種成形方式,以有限元分析軟件數(shù)值模擬分析同一形狀板材件,對比分析數(shù)值模擬后的板材件的輪廓尺寸精度與厚度分布。結(jié)果可知,采用復(fù)合成形得到的板材件輪廓尺寸精度與厚度分布能夠滿足實(shí)際應(yīng)用,所提出的復(fù)合成形方法具有可應(yīng)用性。
【圖文】：

過了錐形件一次拉深成形所允許的極限變形程度(即此錐形件的拉深比大于一次拉深成形的極限拉深比)，所以必須進(jìn)行多道次拉深成形。此時(shí)存在著需要制造多個(gè)沖模，且存在形如凸模2(圖2)的曲面形沖模不易制作且成本高的問題。相比之下，該錐形件的成形也可以通過如圖3所示的數(shù)控漸進(jìn)成形工藝加工得到，但如果該錐形件體積較大，則成形加工過程將花費(fèi)大量的時(shí)間，而且只適合小批量的情況。圖1模型－1Fig.1Model－1圖2模型－1的沖壓成形1.凸模12.壓板3.板材4.凹模5.凸模2Fig.2Stampingofmodel－1圖3模型－1的數(shù)控漸進(jìn)成形Fig.3CNCincrementalformingofmodel－1為解決上述問題，綜合考慮沖壓成形和數(shù)控漸進(jìn)成形的特點(diǎn)，提出了沖壓與數(shù)控漸進(jìn)成形相結(jié)合的復(fù)合成形:借鑒金屬板材數(shù)控漸進(jìn)成形分區(qū)策略［8］，從減少加工時(shí)間與加工成本的角度考慮，將板材的成形區(qū)域劃分為沖壓成形區(qū)和數(shù)控漸進(jìn)成形區(qū)，對于如圖1所示的成形件的大圓臺區(qū)采用沖壓成形工藝，而對于底部的小圓臺區(qū)采用數(shù)控漸進(jìn)成形工藝，就可避免制作如圖4所示形狀復(fù)雜的沖模產(chǎn)生的耗材多、成本高的問題。圖4模型－1的復(fù)合成形Fig.4Hybridformingofmodel－1另外，外形如圖5所示板材件，由于其側(cè)壁上具有沿Z軸方向移動的沖模無法接近的小圓臺特征，而且小圓臺特征的成形角較大，因此，這類板材件僅采用沖壓工藝無法完成其成形。若采用數(shù)控漸進(jìn)成形，則可采用五軸或三軸與五軸復(fù)合漸進(jìn)成形［9］，但需較長加工時(shí)間。但如果采用沖壓與數(shù)控漸進(jìn)成形相結(jié)合的復(fù)合成形工藝就能很好地完成其成形，即對于板材件的四棱臺特征采取沖壓成形工藝成形，而對于側(cè)壁上的小圓臺特征，則采取與沖壓工藝相比成形極限高［6］、柔性好的數(shù)控漸進(jìn)成形工藝，如圖6所示。如果將

過了錐形件一次拉深成形所允許的極限變形程度(即此錐形件的拉深比大于一次拉深成形的極限拉深比)，所以必須進(jìn)行多道次拉深成形。此時(shí)存在著需要制造多個(gè)沖模，且存在形如凸模2(圖2)的曲面形沖模不易制作且成本高的問題。相比之下，該錐形件的成形也可以通過如圖3所示的數(shù)控漸進(jìn)成形工藝加工得到，但如果該錐形件體積較大，則成形加工過程將花費(fèi)大量的時(shí)間，而且只適合小批量的情況。圖1模型－1Fig.1Model－1圖2模型－1的沖壓成形1.凸模12.壓板3.板材4.凹模5.凸模2Fig.2Stampingofmodel－1圖3模型－1的數(shù)控漸進(jìn)成形Fig.3CNCincrementalformingofmodel－1為解決上述問題，綜合考慮沖壓成形和數(shù)控漸進(jìn)成形的特點(diǎn)，提出了沖壓與數(shù)控漸進(jìn)成形相結(jié)合的復(fù)合成形:借鑒金屬板材數(shù)控漸進(jìn)成形分區(qū)策略［8］，從減少加工時(shí)間與加工成本的角度考慮，將板材的成形區(qū)域劃分為沖壓成形區(qū)和數(shù)控漸進(jìn)成形區(qū)，對于如圖1所示的成形件的大圓臺區(qū)采用沖壓成形工藝，而對于底部的小圓臺區(qū)采用數(shù)控漸進(jìn)成形工藝，就可避免制作如圖4所示形狀復(fù)雜的沖模產(chǎn)生的耗材多、成本高的問題。圖4模型－1的復(fù)合成形Fig.4Hybridformingofmodel－1另外，外形如圖5所示板材件，由于其側(cè)壁上具有沿Z軸方向移動的沖模無法接近的小圓臺特征，而且小圓臺特征的成形角較大，因此，這類板材件僅采用沖壓工藝無法完成其成形。若采用數(shù)控漸進(jìn)成形，則可采用五軸或三軸與五軸復(fù)合漸進(jìn)成形［9］，但需較長加工時(shí)間。但如果采用沖壓與數(shù)控漸進(jìn)成形相結(jié)合的復(fù)合成形工藝就能很好地完成其成形，即對于板材件的四棱臺特征采取沖壓成形工藝成形，而對于側(cè)壁上的小圓臺特征，則采取與沖壓工藝相比成形極限高［6］、柔性好的數(shù)控漸進(jìn)成形工藝，如圖6所示。如果將

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本文編號：2682210