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基于沖壓與數(shù)控漸進成形的復(fù)合成形

作者：沖壓件 ????來源：本站原創(chuàng)????發(fā)布時間：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，但還沒有將數(shù)控漸進成形與沖壓成形結(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)控漸進成形相結(jié)合的復(fù)合成形方法為: 對于一個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)控漸進成形的復(fù)合成形

對于如圖1 所示的板材件，若采用圖 2 所示的沖壓工藝來加工成形，由于該錐形件所需的變形程度超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)，所以必須進行多道次拉深成形。此時存在著需要制造多個沖模，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。
基于沖壓與數(shù)控漸進成形的復(fù)合成形

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大量的時間，而且只適合小批量的情況。
基于沖壓與數(shù)控漸進成形的復(fù)合成形

為解決上述問題，綜合考慮沖壓成形和數(shù)控漸進成形的特點，提出了沖壓與數(shù)控漸進成形相結(jié)合的復(fù)合成形: 借鑒金屬板材數(shù)控漸進成形分區(qū)策略，從減少加工時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。
基于沖壓與數(shù)控漸進成形的復(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)控漸進成形，則可采用五軸或三軸與五軸復(fù)合漸進成形，但需較長加工時間。但如果采用沖壓與數(shù)控漸進成形相結(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、柔性好的數(shù)控漸進成形工藝，如圖6 所示。
基于沖壓與數(shù)控漸進成形的復(fù)合成形

如果將沖壓成形工藝與數(shù)控漸進成形工藝最優(yōu)地結(jié)合起來，取其優(yōu)勢來克服其缺點，并合理地進行分區(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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