[发明专利]一种帽形件渐进折弯成形方法

摘要

一种帽形件渐进折弯成形方法，通过简单模具配合以板料折弯机完成多段圆弧的复杂帽形零件成形：将多段圆弧的复杂帽形零件的各段圆弧展开成平板，以确定平板毛坯尺寸，根据毛坯尺寸建立三维模型，以圆弧为基准划分区域。对多段圆弧的复杂帽形零件成形过程进行数值模拟，先渐进折弯两侧圆弧，再折弯中间圆弧，最后折弯各段区域的分界线，根据模拟结果确定折弯过程中每一道次的板料的进给量和凸模下压量。本发明使得成形的帽形件各部分厚度基本一致，可以很好的保证成形零件的表面质量和成形精度。并且控制变形的过程简单，具有成本低、周期短的特点。

主权项

一种帽形件渐进折弯成形方法，其特征在于，具体过程是：第一步，确定凸模的下压量和板料的进给量；Ⅰ确定板料的进给量：确定凸模的板料的进给量，取r/2作为板料的进给量，所述的r为凸模型面的半径；Ⅱ根据公式（1）确定凸模的初始下压量凸模初始下压量与圆弧段半径关系如下： H = R - R 2 - a 2 - - - ( 1 ) 式中，H—代表凸模初始下压量；R—代表所要成形圆弧段的半径；a—凹模V形口宽度/2Ⅲ确定板料的凸模的下压量；通过数值模拟确定板料的凸模的下压量；对得到的凸模初始下压量和板料的进给量进行数值模拟，提取节点数据并对该节点数据进行MATLAB数据拟合，判断拟合圆弧是否满足对待成形工件圆弧段半径的精度要求：若满足要求，则以此时有限元模型中的凸模初始下压量和板料的进给量作为成形时的凸模下压量和板料的进给量；若不满足要求，则根据凸模下压量增大时圆弧段半径减小，凸模下压量减小时圆弧段半径增大的规律，调整凸模下压量；第二步，在板料上确定折弯成形的进给控制线：根据有限元模拟结果得到的板料进给量和凸模下压量确定折弯过程中每一道次的板料的进给量和凸模下压量，在板料上画出板料进给方向上的进给控制线、圆弧段与竖直边的分界线以及竖直边与圆弧段的分界线；所述划线的具体过程是：Ⅰ帽形件两侧的圆弧段的划线；根据设计的帽形件两侧的圆弧段的弧长，在板料的两侧完成该帽形件两侧的圆弧段的划线；划线时，在帽形件两侧边处各留出10mm～15mm的切边余量；以板料两侧边边线为基准，分别向板料中心移动，移动距离为留出的切边余量；在该处画出板料两侧边各自的第一条进给控制线；以所述板料两侧边各自的第一条控制线为起点，分别向板料中心移动，并在新的位置画出板料两侧边各自的第二条进给控制线；依此类推，依次完成板料两侧边的帽形件两侧圆弧段弧长的划线；所述 划线中，相邻的两条进给控制线之间的间距为成形中板料的进给量；Ⅱ圆弧与竖直边分界线的划线；分别以设计的帽形件两侧圆弧段的弧长中的最后一条进给控制线作为帽形件两侧圆弧与竖直边分界线的控制线；以得到的两侧圆弧与竖直边分界线的划线为基准，分别向板料中心移动，所移动的距离与设计的帽形件竖直边的长度相同；在此划线，得到两条帽形件竖直边与中间圆弧分界线的进给控制线；Ⅲ帽形件中间圆弧段的划线；根据设计的帽形件中间圆弧段的弧长，在板料的中部完成该帽形件中间圆弧段的划线；具体是，分别以得到的帽形件竖直边与中间圆弧分界线的控制线为基准，向板料中心移动并在新的位置划线，得到两条帽形件对称中心处圆弧的第一条进给控制线；以所述两条帽形件对称中心处圆弧的第一条进给控制线为基准，继续向板料中心移动并在新的位置划线，得到两条帽形件对称中心处圆弧的第二条进给控制线；依此类推，依次完成板料帽形件中间圆弧段的划线；将完成划线后的板料安放到安装好的模具上；第三步，渐进折弯成形：在进行渐进折弯时按照确定的下压量对板料控制线处进行折弯；进行折弯时，先分别折弯钛合金板两侧圆弧，再折该弯钛合金板中间圆弧；首先对钛合金板一侧的圆弧段折弯成形；按照该侧圆弧段中各进给控制线的编号顺序下压；凸模下压时，该凸模弧形顶点处与所下压的进给控制线重合；凸模下压，完成对第一条进给控制线处的折弯成形；完成第一条控制线折完后，板料进给，使凸模弧形顶点处与第二条进给控制线重合，凸模下压完成对第二条进给控制线处的折弯成形；依此方法，依次完成对该侧各进给控制线处的折弯成形；调整钛合金板方向，按照所述对钛合金板圆弧段折弯成形的方法，对钛合金板另一侧的圆弧段折弯成形；在上述对钛合金板两侧的圆弧段折弯成形中，凸模下压量为1.72mm，凸模向下的进给速度为0.1mm/s；当完成钛合金板两侧的圆弧段折弯成形后，对钛合金板中间圆弧段折弯成形；具体是：移动钛合金板，使凸模弧形顶点处与所述一侧竖直边与中间圆弧分界线处的进给控制线重合；所移动的距离为帽形件竖直边的长度；凸模下压，完成对该竖直边与中间圆弧分界线处的折弯成形；完成对所述竖直边与中间圆弧分界线处的折弯成形 后，板料进给，使凸模弧形顶点处与钛合金板中间圆弧段第一条进给控制线重合，凸模下压完成对该进给控制线的折弯成形；板料进给，使凸模弧形顶点处与钛合金板中间圆弧段第二条进给控制线重合，凸模下压完成对该进给控制线处的折弯成形；依此方法，依次完成对钛合金板中间圆弧段各进给控制线处的折弯成形；当完成对钛合金板中间圆弧段各进给控制线处的折弯成形后，板料进给，使凸模弧形顶点处与钛合金板中间圆弧段的中间圆弧与竖直边分界线处的进给控制线重合；凸模下压，完成对该进给控制线的折弯成形；至此完成对帽形件的渐进折弯成形；在上述对钛合金板中间圆弧段折弯成形中，凸模下压量为2.83mm，凸模向下的进给速度为0.1mm/s；第四步，检测。