[发明专利]薄壁构件空间包络成形翘曲变形控制方法

权利要求书

1.一种薄壁构件空间包络成形翘曲变形控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立直角坐标系，其中直角坐标系的xOy平面和构件底板上表面重合，构件中心轴为直角坐标系的z轴，xOy平面与z轴的交点是坐标原点O；

S2、包络模包络中心O₁在z轴上，包络模包络中心O₁和坐标原点O之间距离为H；

S3、包络模锥点偏置；包络模轴截面和直角坐标系的xOz平面重合，包络模包络中心调整后，包络模锥点偏置，包络模主体部分位于x正半轴一侧，包络模前端部分位于x负半轴一侧，包络模锥点O₂位于x负半轴，包络模锥点O₂和坐标原点O之间距离为e；

S4、包络模主体部分设计；空间包络成形过程中，包络模和构件在包络模轴截面上线接触，并且完全匹配，构件上表面任意一点A的坐标(x,y,z)对应包络模主体部分表面点A₁，点A₁坐标(x₁,y₁,z₁)计算公式如方程(1)所示：

式中，θ是构件上表面点A和x轴夹角，γ是包络模轴线和z轴夹角，α是构件上表面点A和z轴夹角；

S5、包络模前端部分设计；包络模前端部分是包络模主体部分的延伸，包络模前端部分的形状是圆锥形，其表面上任意一点A₂的坐标(x₂,y₂,z₂)如方程(2)所示：

式中，β是任意角度，β∈[0,2π]；

S6、工艺参数优化：下模进给速度v和包络模转动速度n的比值Δh满足方程(3)，确保在空间包络成形过程中，包络模和构件充分接触，并且成形载荷在合理范围内；

0.5≤Δh≤1 (3)

S7、薄壁构件空间包络成形翘曲变形控制；薄壁构件空间包络成形初始阶段，包络模以转速n做圆轨迹运动，下模以速度v向包络模靠近，包络模主体部分在中心轴一侧，包络模前端部分在中心轴另一侧；薄壁构件空间包络成形过程中发生壁厚减小、直径变大的塑性变形，包络模主体部分和坯料的接触区在中心轴一侧，包络模前端部分和坯料的接触区在中心轴另一侧，从而实现薄壁构件空间包络成形翘曲变形控制。

2.根据权利要求1所述的薄壁构件空间包络成形翘曲变形控制方法，其特征在于，包络模锥点偏置距离e和包络模包络中心点调整距离H之间的关系如方程(4)所示：

e＝H tanγ (4)。

3.根据权利要求1所述的薄壁构件空间包络成形翘曲变形控制方法，其特征在于，当构件上表面点A坐标是(0,0,0)时，夹角θ是[0,2π]范围内的任意值；当构件上表面点A坐标不是(0,0,0)时，构件上表面点A和x轴夹角θ的计算公式如方程(5)所示：

4.根据权利要求1所述的薄壁构件空间包络成形翘曲变形控制方法，其特征在于，构件上表面点A和z轴夹角α的计算公式如方程(6)所示：