[发明专利]一种具有非型腔几何特征的钣金件的渐进成形方法

说明书

本发明涉及一种具有非型腔几何特征的钣金件的渐进成形方法，将母材夹持在上辅材和下辅材之间，形成三层状结构，并且母材和上辅材、下辅材之间填充有润滑油，上辅材和下辅材的四周通过夹具工装夹持固定；使用工具头经过上辅材对母材施加变形力，进行渐进成形加工；母材成形为所需形状的构件后，取走上辅材和下辅材。与现有技术相比，本发明具有实现成形性能较差材料的渐进成形、实现非型腔几何特征的钣金件的加工等优点。

技术领域

本发明涉及一种板料渐进成形方法，尤其是涉及一种具有非型腔几何特征的钣金件的渐进成形方法。

背景技术

板料渐进成形零件的形状精度、表面质量和成形极限是三个重要的要求。Dai等人在文献“Reduction of geometric deviation by multi-pass incremental formingcombined with tool path compensation for non-axisymmetric aluminum alloycomponent with stepped feature”(International Journal of AdvancedManufacturing Technology,2019,https://doi.org/10.1007/s00170-018-3194-0)中通过大量的实验研究工艺参数对零件形状精度的影响，并通过轨迹优化进行回弹补偿降低几何误差。Ambrogio等人在文献“An analytical model for improving precision insingle point incremental forming”(Journal of Materials Processing Technology,Volume 191,June2007,pp 92-95)提出一种轨迹补偿的经验公式模型来提高成形件的形状精度。Lu等人在文献“Investigation of material deformation mechanism in doublesideincremental sheet forming”(International Journal of Machine Tools andManufacture,Volume 93,June 2015,pp 37-48)中研究了双点渐进成形方法。与单点渐进成形相比，双点渐进成形时使得板料承受一个背向的压应力，改善了材料成形的应力状态，因此提高了成形极限。但是双点渐进成形需要专用的设备，工艺过程相对复杂。但是，上述传统的渐进成形方法还存在以下一些问题：1、渐进成形方法只适用于成形性能较好的材料，而对于如硬铝合金、钛合金或镁合金等成形性能较差的材料，在加工时会直接发生断裂的现象，无法采用渐进成形加工。2、渐进成形的板料被夹具直接夹持，边缘受到约束，限制了变形范围，难以制造非型腔几何特征形状的钣金件。

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一种具有非型腔几何特征的钣金件的渐进成形方法，能够实现成形性能较差材料的渐进成形，并且实现非型腔几何特征的钣金件的加工。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种具有非型腔几何特征的钣金件的渐进成形方法，将母材夹持在上辅材和下辅材之间，形成三层状结构，并且母材和上辅材、下辅材之间填充有润滑油，上辅材和下辅材的四周通过夹具工装夹持固定；使用工具头经过上辅材对母材施加变形力，进行渐进成形加工；母材成形为所需形状的构件后，取走上辅材和下辅材。

进一步地，所述的母材初始形状为所需构件形状在水平面的投影形状。

进一步地，在母材初始形状的四周设有补偿面，补偿面边缘和上下辅材对齐，连同上下辅材一起被夹具工装夹持。

进一步地，所述上辅材和下辅材的面积大于母材初始形状的面积。

进一步地，所述上辅材采用铝合金板或钢板。

进一步地，所述下辅材采用铝合金板或钢板。