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基于沖壓與數(shù)控漸進(jìn)成形的復(fù)合成形

基于沖壓與數(shù)控漸進(jìn)成形的復(fù)合成形

作者:沖壓件 ????來(lái)源:本站原創(chuàng)????發(fā)布時(shí)間:2018-04-05T23:37:52????瀏覽量:
目前,雖然有一些學(xué)者研究分析了數(shù)控漸進(jìn)成形與沖壓成形在成形精度與加工成本、可成形極限與可成形性以及可成形材料方面的優(yōu)劣,但還沒(méi)有將數(shù)控漸進(jìn)成形與沖壓成形結(jié)合的復(fù)合成形方面的研究。本文所提出的基于沖壓與數(shù)控漸進(jìn)成形相結(jié)合的復(fù)合成形方法為: 對(duì)于一個(gè)給定的待成形板材件,先采用沖壓成形工藝成形出與待成形板材件形狀相近的規(guī)則成形區(qū)以提高成形效率,再利用數(shù)控漸進(jìn)成形工藝成形出待成形板材件上結(jié)構(gòu)復(fù)雜的形狀區(qū)域。其中,形狀復(fù)雜區(qū)域包含沖壓工藝無(wú)法成形的形狀結(jié)構(gòu)和沖壓工藝成形所需模具難以加工或加工成本較高的形狀結(jié)構(gòu)。
基于沖壓與數(shù)控漸進(jìn)成形的復(fù)合成形
對(duì)于如圖1 所示的板材件,若采用圖 2 所示的沖壓工藝來(lái)加工成形,由于該錐形件所需的變形程度超過(guò)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(wèn)題。
基于沖壓與數(shù)控漸進(jìn)成形的復(fù)合成形
相比之下,該錐形件的成形也可以通過(guò)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(guò)程將花費(fèi)大量的時(shí)間,而且只適合小批量的情況。
基于沖壓與數(shù)控漸進(jìn)成形的復(fù)合成形
為解決上述問(wèn)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,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(duì)于如圖 1 所示的成形件的大圓臺(tái)區(qū)采用沖壓成形工藝,而對(duì)于底部的小圓臺(tái)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(wèn)題。
基于沖壓與數(shù)控漸進(jìn)成形的復(fù)合成形
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(dòng)的沖模無(wú)法接近的小圓臺(tái)特征,而且小圓臺(tái)特征的成形角較大,因此,這類(lèi)板材件僅采用沖壓工藝無(wú)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,但需較長(zhǎng)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(duì)于板材件的四棱臺(tái)特征采取沖壓成形工藝成形,而對(duì)于側(cè)壁上的小圓臺(tái)特征,則采取與沖壓工藝相比成形極限高 、柔性好的數(shù)控漸進(jìn)成形工藝,如圖6 所示。
基于沖壓與數(shù)控漸進(jìn)成形的復(fù)合成形
如果將沖壓成形工藝與數(shù)控漸進(jìn)成形工藝最優(yōu)地結(jié)合起來(lái),取其優(yōu)勢(shì)來(lái)克服其缺點(diǎn),并合理地進(jìn)行分區(qū)成形,不僅可節(jié)省成形成本、提高成形效率,而且還能夠成形加工出形狀更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

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