[发明专利]基于自由弯曲技术的双过渡段协同运动精确成形优化方法

说明书

本发明提供了一种基于自由弯曲技术的双过渡段协同运动精确成形优化方法，其特征在于组合两段过渡段运动方式；具体方法为：根据U‑R关系式确定偏心距U，求得过渡段1的运行时间，将过渡段优化为匀减速运动，求得过渡段1运行的初始速度和加速度；根据求得的数据确定过渡段1的匀减速运动方程；基于确定的U值，求得过渡段2的运行时间，将过渡段2优化为匀加速运动，求得过渡段2运行的加速度和末速度，根据求得数据确定过渡段2的匀加速运动方程。本发明可以获得与设计形状误差控制在2％以内，且无需任何补偿或循环计算措施；通过过渡段1和2的组合运动，提高了管材的成形精度，为自由弯曲技术的精确成形提供了新方法。

技术领域

本发明属于金属构件成形制造领域，具体地说是一种基于自由弯曲技术的双过渡段协同运动精确成形优化方法。

背景技术

弯管件具有高强度和高韧性的优点，因此广泛的应用于航空航天领域、油液运输、汽车制造、建筑装饰、轻量化等领域。传统的管件弯曲工艺包括推弯、拉弯、压弯等，但传统管件加工工艺在成形自由度较高、精度要求较高的的管件时显得捉襟见肘。自由弯曲技术的提出满足了市场对高自由度、高精度管件的要求，为市场管件的发展提供了一种有效的方式。根据自由弯曲技术的特点，可以将成形的圆弧分为直线段1、过渡段1、圆弧段、过渡段2和直线段2。在成形过程中，过渡段1和过渡段2轴承的运动直接决定了管件的成形精度和质量，因此需要对过渡段的运动进行优化。

管材回弹是管材弯曲过程中普遍存在的缺陷，管件回弹导致管件的实际成形效果与设计效果存在偏差。目前对回弹的处理方法大多集中于反复设计和试模过程，从而得到理想形状。但是此种方式所耗费时间较长，同时成本消耗较大，不满足可持续发展要求。另外一种回弹处理方法为理论分析，从而提前将回弹量补偿到制模过程中，但是此种分析方式存在较多假设，效果不理想。鉴于此，必须找到一种无须多次实验与计算即可得到与理想形状接近的方式。基于自由弯曲技术，对于两过渡段进行协同运动方式的优化显得尤为重要。基于本发明，可以得到与设计形状误差在2％以内的实验形状，而无需采取任何补偿和循环计算类措施。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是由于回弹缺陷导致的管材成形形状与设计形状存在较大误差的不足，本发明提出一种基于自由弯曲技术的双过渡段协同运动精确成形优化方法。

为实现上述目的，本发明提供的具体技术方案如下：

一种基于自由弯曲技术的双过渡段协同运动精确成形优化方法，其特征在于，更改两段过渡段运动方式，并将两段过渡段运动方式组合，具体方法为：

首先根据U-R关系式确定偏心距U，求得过渡段1的运行时间，将过渡段优化为匀减速运动，求得过渡段1运行的初始速度和加速度，根据求得的数据确定过渡段1的匀减速运动方程；然后基于确定的U值，根据公式求得过渡段2的运行时间，将过渡段2优化为匀加速运动，求得过渡段2运行的加速度和末速度，根据求得数据确定过渡段2的匀加速运动方程。

基于自由弯曲技术的双过渡段协同运动精确成形优化方法，具体包括以下步骤：

步骤1：根据U-R关系式求得轴承偏心距U值和过渡段1运行时间t₁；

步骤2：根据步骤1所求结果，按照下式求得过渡段加速度a₁：

其中，v_a1为轴承运动初速度，v_b1为轴承运动末速度，t₁为过渡段1运行时间；

步骤3：根据上述计算公式求得过渡段1轴承运动初速度v_a1和加速度a₁，确定过渡段1轴承偏心距U和时间t₁的线性关系，关系式如下：

其中，a₁＜0；