[发明专利]一种无周向摩擦的板料渐进成形点接触加工方法

说明书

本发明涉及一种无周向摩擦的板料渐进成形点接触加工方法，包括建立待制备成型件的三维几何模型；根据三维几何模型生成初始轨迹；将初始轨迹沿着下压方向的反向移动一段距离h形成中间轨迹；设置工具头下压的间距s和下压轨迹；将中间轨迹和下压轨迹结合，形成最终加工轨迹；设置工具头沿着最终加工轨迹进行移动，对板料进行点接触渐进成形。与现有技术相比，本发明消除了板料变形过程中工具头对板料产生的周向摩擦力，提高了板料的几何精度、表面质量和成形性。

技术领域

本发明涉及渐进成形加工领域，尤其是涉及无周向摩擦的板料渐进成形点接触加工方法。

背景技术

板料渐进成形技术在小批量和定制式薄壁构件的高效柔性低成本制造方面具有显著优势。成形特性和成形质量，是板料渐进成形在工业应用中广受关注的问题，研究表明，渐进成形时工具头的轨迹对成形质量和成形特性有显著影响：

Bambach等人(Strategies to improve the geometric accuracy inasymmetric single point incremental forming.Production Engineering 2009,3:145-156)发现：多道次成形轨迹在提高几何精度方面具有显著优势。

Malhotra等人(A new methodology for multi-pass single pointincremental forming with mixed toolpaths.CIRP Annals Manufacturing Technology2011,60:323–326)提出了一种由内到外和由外到内的多道次成形轨迹方法，来消除成型件中心的凸起特征，成功地制作了AA5052材料的大壁角薄壁成型件。

Dai等人(Reduction of geometric deviation by multi-pass incrementalforming combined with tool path compensation for non-axisymmetric aluminumalloy component with stepped feature.，International Journal of AdvancedManufacturing Technology 2019,102:809-817)研究了具有台阶特征的非轴对称成型件渐进成形的几何精度，并对多道次成形轨迹进行了回弹补偿，最终显著降低了几何偏差。

综上可知，现有的渐进成形加工通常采用多道次轨迹的加工的方法，但是该方法仍然具有以下问题：1、多道次成形时间显著比较长，而且对于复杂几何成型件，多道次中间构型的设计也具有很大的挑战性，提高了加工难度。2、加工时需要工具头长时间挤压板料，容易对成形件表面造成拉伸缺陷。由此，研发一种新的渐进成形加工方法，进一步综合提高成形件的几何精度、表面质量和成形特性，是具有重要意义的。

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无周向摩擦的板料渐进成形点接触加工方法，显著改善板料渐进成形件的几何精度、表面质量和成形特性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种无周向摩擦的板料渐进成形点接触加工方法，包括以下步骤：

S1、建立待制备成型件的三维几何模型；

S2、根据三维几何模型生成初始轨迹；

S3、将初始轨迹沿着下压方向的反向移动一段距离h形成中间轨迹，该距离h使得沿中间轨迹运行的工具头可与板料完全脱离；

S4、设置工具头下压的间距s和下压轨迹，所述的下压轨迹为中间轨迹到初始轨迹的直线段；