[发明专利]一种采用离散式位移加载方式成形三维曲面的方法

摘要

本发明涉及一种采用离散式位移加载方式成形三维曲面的方法，属于金属塑性加工领域。不均匀变形是造成三维曲面成形中各种缺陷的主要原因，本发明采用离散式位移加载的方式控制成形过程，位移载荷通过加载控制单元施加于板料两端的一系列离散点上，各加载点位移载荷的大小及方向均实时变化。本发明提供了根据成形件的目标曲面确定各离散加载点水平方向及垂直方向位移的方法，通过对各离散点位移的实时控制，可以实现拉伸成形过程中材料变形的均匀化，避免缺陷产生涉及，实现大变形量的曲面零件成形，并可改善板料的贴模过程，节省工艺余料。

主权项

一种基于离散式位移加载的三维曲面拉伸成形方法，通过拉形模具（1）的左、右两侧对称布置的两排加载控制单元（2），对金属板料两端逐点施加可控的分布位移载荷，使板料以不均匀程度最小的变形方式与模具（1）逐渐贴合，获得高质量拉伸成形曲面零件（3），其特征在于：1）板料拉伸成形过程通过模具两侧的加载控制单元来实现，加载控制单元沿横向均匀分布，一个加载控制单元控制板料端部一个加载点的运动，板料的变形由位于其左、右端部的一系列离散加载点（7）、（8）的位移来控制，各加载点沿水平方向‑x方向及垂直方向‑z方向的位移由成形曲面的纵向伸长量及转角来确定；2）加载控制单元由油缸（4）、油缸（5）及夹料钳（6）组成，油缸通过电液伺服阀及电气、液压系统进行精确控制，板料端部的各加载点在xz平面内的运动通过加载控制单元（2）的夹料钳（6）来实现，夹料钳的运动由油缸（4）和油缸（5）的行程来控制；3）所述的离散式位移加载的三维曲面拉伸成形方法控制拉形过程的具体步骤如下：第一步、将板料（10）横向弯曲成与模具型面接触的柱面；第二步、根据成形曲面的形状，基于纵向纤维均匀伸长及均匀转动的原则，确定位于板料左、右端部的各加载点在成形过程t时刻所需要的x方向位移u及z方向位移w；第三步、根据所需要的位移u及位移w随时间的变化历程，确定各加载单元的油缸（4）和油缸（5）的行程d_A和d_B随时间的变化历程，控制各加载单元的夹料钳（6）的运动，进行三维曲面的拉伸成形。