[发明专利]母线为圆弧的凹锥形件渐进成形方法

说明书

本发明公开了一种母线为圆弧的凹锥形件渐进成形方法，在根据凹锥件的模型在数控机床上设置四次加工路径，渐进加工成型，第一次加工直锥，第二次和第三次加工不同半径的凹向圆弧部分，最后加工目标件半径的圆弧部分得到凹锥形件，本发明通过设计四道次成形路径，可以获得壁厚均匀的目标制件，有效避免应力集中，延长使用寿命。

技术领域

本发明涉及凹锥形件加工方法，具体涉及一种母线为圆弧的凹锥形件渐进成形方法。

背景技术

板料渐进成形工艺作为一种新型的塑性成形技术，它采用了快速原型制造技术中的分层制造的思想，它将待成形的零件按一定方法离散为一系列二维平面进行逐层成形,它需要通过预先编制的数控程序驱动数控成形设备对板料进行分层逐点成形。

与传统板料成型工艺相比,板料渐进成形工艺有如下优点：无需模具或仅需要简单的模具，可通过预先设计成形路径，使其具有可柔性化成形的优点,使得制件新品制造开发周期大大缩短；成形过程为分层逐点成形,所需成形力小，设备耗能小，且分层逐点成形能有效发挥材料的塑性，成行出具有复杂曲面的零件，可弥补拉深工艺中对复杂空间曲面难以成形的缺陷，而其他传统板料成形件不不具备上述优势。板料渐进成形技术适用于零件的单件试制或小批量生产,该技术可满足当前市场向多元化、个性化的灵活发展趋势。作为一种柔性化成形技术，在智能制造的大背景下，结合高端数控机床技术，板料渐进成形工艺有很大发展前景。在工业生产中，凹锥形件很常见，如聚光灯、探照灯、乐器喇叭，雷达天线、卫星等。传统的锥形件成形一般采用拉深工艺，除了需要使用多副模具，使得成形时间长，成本高，同时制件在成形过程中由于侧壁处于悬空状态，既可能在减薄带产生拉裂破坏，又可能在侧壁部分出现严重的压缩失稳。对于较凹的凹锥形件，单道次渐进成形无法满足工艺要求，需经过设计多个道次渐进成形,成形路径设计较为繁琐,且需经过多次检验与修改,才能成功制得目标工件。多次检验与修改重新设计路径意味着需耗费大量时间与精力。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种母线为圆弧的凹锥形件渐进成形方法，解决现有凹锥形件加工方法容易造成壁厚不均匀，造成应力集中，影响使用寿命。

技术方案：本发明所述的母线为圆弧的凹锥形件渐进成形方法，其特征在于，在根据凹锥形件的模型在数控机床上设置四次加工路径，渐进加工成型，具体包括以下步骤：

(1)第一道次根据直锥路径方程加工直锥，路径方程为：

Y1＝x*tan27°；

(2)第二道次加工半径为r1的凹向圆弧部分，路径方程为：

(3)第三道次加工半径为r2的凹向圆弧部分，路径方程为：

(4)第四道次加工半径为r3的凹向圆弧部分，加工结束即得凹锥形件，路径方程为：

r3＝R；

其中，H为凹锥形件高度，D为凹锥形件底边开口直径，R为凹锥形件母线的半径。

为了使成型路径优化具体，所述步骤(1)中，路径与y轴交点坐标为(0，a)，a＝1/2*D，x取值是[0，1/2D]。所述步骤(2)中路径与y轴交点坐标为(0，b)，b＝0.8*H。所述步骤(3)中路径与y轴交点坐标为(0，c)，c＝0.92*H。

为了母线为圆弧的凹锥件目标R值为可实现的，所述步骤(4)中

为了减少凹锥件成型误差，在加工过程成形工具头半径取R/20，轴向进给量取R/500。