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基于冲压与数控渐进成形的复合成形

作者：冲压件来源：本站原创发布时间：2018-04-05T23:37:52 浏览量：

目前，虽然有一些学者研究分析了数控渐进成形与冲压成形在成形精度与加工成本、可成形极限与可成形性以及可成形材料方面的优劣，但还没有将数控渐进成形与冲压成形结合的复合成形方面的研究。本文所提出的基于冲压与数控渐进成形相结合的复合成形方法为: 对于一个给定的待成形板材件，先采用冲压成形工艺成形出与待成形板材件形状相近的规则成形区以提高成形效率，再利用数控渐进成形工艺成形出待成形板材件上结构复杂的形状区域。其中，形状复杂区域包含冲压工艺无法成形的形状结构和冲压工艺成形所需模具难以加工或加工成本较高的形状结构。
基于冲压与数控渐进成形的复合成形

对于如图1 所示的板材件，若采用图 2 所示的冲压工艺来加工成形，由于该锥形件所需的变形程度超过了锥形件一次拉深成形所允许的极限变形程度 (即此锥形件的拉深比大于一次拉深成形的极限拉深比)，所以必须进行多道次拉深成形。此时存在着需要制造多个冲模，且存在形如凸模 2 (图 2) 的曲面形冲模不易制作且成本高的问题。
基于冲压与数控渐进成形的复合成形

相比之下，该锥形件的成形也可以通过如图3 所示的数控渐进成形工艺加工得到，但如果该锥形件体积较大，则成形加工过程将花费大量的时间，而且只适合小批量的情况。
基于冲压与数控渐进成形的复合成形

为解决上述问题，综合考虑冲压成形和数控渐进成形的特点，提出了冲压与数控渐进成形相结合的复合成形: 借鉴金属板材数控渐进成形分区策略，从减少加工时间与加工成本的角度考虑，将板材的成形区域划分为冲压成形区和数控渐进成形区，对于如图 1 所示的成形件的大圆台区采用冲压成形工艺，而对于底部的小圆台区采用数控渐进成形工艺，就可避免制作如图 4 所示形状复杂的冲模产生的耗材多、成本高的问题。
基于冲压与数控渐进成形的复合成形

另外，外形如图 5 所示板材件，由于其侧壁上具有沿 Z 轴方向移动的冲模无法接近的小圆台特征，而且小圆台特征的成形角较大，因此，这类板材件仅采用冲压工艺无法完成其成形。若采用数控渐进成形，则可采用五轴或三轴与五轴复合渐进成形，但需较长加工时间。但如果采用冲压与数控渐进成形相结合的复合成形工艺就能很好地完成其成形，即对于板材件的四棱台特征采取冲压成形工艺成形，而对于侧壁上的小圆台特征，则采取与冲压工艺相比成形极限高、柔性好的数控渐进成形工艺，如图6 所示。
基于冲压与数控渐进成形的复合成形

如果将冲压成形工艺与数控渐进成形工艺最优地结合起来，取其优势来克服其缺点，并合理地进行分区成形，不仅可节省成形成本、提高成形效率，而且还能够成形加工出形状更为复杂的结构。

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基于冲压与数控渐进成形的复合成形

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