[发明专利]一种非轴对称阶梯特征成型件的单点渐进成形工艺

说明书

本发明涉及一种非轴对称阶梯特征成型件的单点渐进成形工艺，将平面的钣金件悬空夹持住，使用工具头通过多道次的工序将钣金件加工为成型件，成型件中阶梯斜面的成形顺序先于阶梯平面的成形。与现有技术相比，其优点是利用简单的单点渐进成形设备，一次装夹，成形具有非轴对称悬空阶梯形特征的钣金件。无需采用特制的双点渐进成形设备，也不需要专门制作支撑模，即可实现复杂形状钣金件的渐近成形。本发明结合多道次成形和工艺路径补偿，合理地控制金属板料的流动，减少不同部位之间的相互影响，成形出满足几何精度要求的成型件。

技术领域

本发明涉及一种机械工程领域，尤其是涉及一种非轴对称阶梯特征成型件的单点渐进成形工艺。

背景技术

单点渐进热成形开发周期短，成本低，在小批量生产时可替代传统冲压成形，多道次成形为单点渐近成形带来更多的发展。Malhotra等人在文献“Anew methodology formulti-pass single point incremental forming with mixed toolpaths(CIRP Annals-Manufacturing Technology,2011,60(1):323-326.)”提出了由内向外和由外向内结合的多道次成形工艺，提高了零件的成形极限和成形精度。Behera等人在文献“Tool pathcompensation strategies for single point incremental sheet forming usingmultivariate adaptive regression splines(Computer-Aided Design,2013,45(3):575-590.)”采用多元自适应样条回归(MARS)预测零件的成形误差，并基于MARS预测的误差与理论模型，进行补偿生成优化的工艺路径，提高锥形件的成形精度。上述单点渐进成形方法仅是提高轴对称锥形件的成形精度，并未涉及含有非轴对称特征的复杂零件的成形，而在汽车和航空航天等领域，大量的钣金件具有非轴对称几何特征，因此有必要研究具有非轴对称几何特征的渐进成形。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种非轴对称阶梯特征钣金件的单点渐进成形工艺。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种非轴对称阶梯特征成型件的单点渐进成形工艺，将平面的钣金件悬空夹持住，使用工具头通过多道次的工序将钣金件加工为成型件，成型件中阶梯斜面的成形顺序先于阶梯平面的成形。

进一步地，具体步骤为：

s1.钣金件经过第一道次形成下凹形状，该下凹形状包括依次连接的成型件斜面、成型件底板、第一阶梯斜面和第二阶梯斜面；

s2.钣金件经过第二道次，第一阶梯斜面和第二阶梯斜面的连接处形成阶梯平面；

s3.钣金件经过第三道次，进一步加工阶梯平面和第二阶梯斜面加工形成具有非轴对称阶梯特征的成型件。

进一步地，进行第一道次时，形成的第一阶梯斜面设有角度补偿，即第一道次后的第一阶梯斜面和成型件底板的夹角小于最终成型件的第一阶梯斜面和成型件底板的夹角。

进一步地，所述的角度补偿为1～5度。

进一步地，第一道次后，第一阶梯斜面和第二阶梯斜面的连接处的高度高于最终成型件的阶梯平面的高度。

进一步地，第一阶梯斜面和第二阶梯斜面的连接处高度和最终成型件的阶梯平面的高度差为2～4mm。

进一步地，进行第三道次时，对阶梯平面的加工高度设有高度补偿，即工具头的加工高度高于最终成型件的阶梯平面的高度。

进一步地，所述的高度补偿为0.1～0.75mm。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：