[发明专利]一种金属钣金件镜像无模加工方法

说明书

本发明涉及一种金属钣金件镜像无模加工方法，包括以下步骤：第一步、将长方形板料固定在成形机床上，所述板料的两条对角线将板料分隔为四个区域；第二步、第一道次采用单个成形工具成形出所述中间构型，该中间构型的表面积为最终金属钣金件表面积的40‑60%；当成形工具的工具头运动到板料的其中某一区域时，该区域板料所对应边界的柔性夹具的夹紧力减小；第三步、第二道次中采用上、下两个成形工具同时对板料进行镜像无模成形至最终形状，下成形工具的工具头始终位于该工具头与板料接触点的法线方向上。本发明无需专用模具，加工周期短，能满足如今社会产品的创新设计要求，在快速原型制造及新车型开发等领域具有良好的发展前景。

技术领域

本发明涉及一种金属钣金件镜像无模加工方法，属于金属钣金件制造技术领域。

背景技术

通过钣金工艺加工出来的钣金件产品由于具有强度高、轻量化、成本低、能够实现大规模生产等特点，在汽车工业、航空航天、医疗器械、日用五金等行业获得了广泛应用。

近年来，随着国民经济的快速发展，现代社会产品要求日益多样化、个性化，产品设计不断创新，更新换代速度不断加快。在这种环境下，产品生产已有向小批量、多品种发展的趋势，而传统冲压工艺由于模具设计周期长、一次性投入大和柔性度不够等制约，在个性化产品生产方面已失去优势，因此，一些适合小批量、多品种生产的柔性制造技术应运而生。其中板料数控渐进成形技术是近些年新兴起的一种柔性加工成形技术，能够适应产品的创新设计，适应多品种、少批量生产、交货时间短、快速响应用户需要等要求。

钣金件的数控渐进成形依据成形道次的数目分为单道次和多道次渐进成形，单道次渐进成形即一次成形出目标制件，多道次渐进成形涉及每个道次变形量的合理分配问题。钣金件的数控渐进成形过程简述如下：首先将被加工板料(通常为正方形或长方形)置于一个顶支撑装置上，板料的四周被压板紧压在托板上，托板可带动板材沿导柱滑动，然后将该装置固定于渐进成形设备上。成形时，成形工具由数控系统控制，先走到指定位置，并对板料压下设定下压量，按照第一层轮廓的加工轨迹要求，以走等高线的方式对板料进行塑性加工。成形第一层轮廓后，成形工具再次压下设定下压量，按照第二层轮廓的轨迹要求运动，如此反复直至整个板料成形完毕。

然而现有的数控渐进成形工艺，板料在成形过程中发生了渐进变薄拉延变形，导致板料厚度减薄，并且其成形制件壁厚受正弦规律约束(即式中t为成形后板料厚度、t₀为成形前板料厚度、为板料成形面与垂直方向的夹角，称为半锥角)，无法成形出壁厚均匀的侧壁陡峭制件。此外根据以往板料渐进成形加工工况，加工时板料四周通过压板固定，材料无法流动，当加工成形角较大的零件时，板料会产生过度减薄甚至破裂的情况。

发明内容

本发明要解决技术问题是：提供一种成型后的金属钣金件壁厚均匀的无模加工方法，从而可以制得成形精度高的复杂钣金件。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种金属钣金件镜像无模加工方法，包括以下步骤：

第一步、将长方形板料的四个边界均通过柔性夹具固定在成形机床上，所述板料的两条对角线将板料分隔为四个区域，所述柔性夹具可以调整夹紧力大小；

第二步、构建一个半椭球形状的中间构型，该中间构型的表面积为最终金属钣金件表面积的40-60％；第一道次采用单个成形工具成形出所述中间构型，该中间构型的长轴、短轴分别为所述板料长度和宽度的一半，当成形工具的工具头运动到板料的其中某一区域时，该区域板料所对应边界的柔性夹具的夹紧力减小为预设夹紧力的30％-60％，其他区域板料所对应边界的柔性夹具的夹紧力保持为预设夹紧力；所述预设夹紧力可根据渐进成形工艺中一般成形力大小得到，刚好能夹住板料但又不至于过大，此为本领域技术人员的公知常识，可根据计算或试验获得，不再赘述。