目前,雖然有一些學(xué)者研究剖析了數(shù)控漸進(jìn)成形與沖壓成形在成形精度與加工成本、可成形極限與可成形性以及可成形材料方面的好壞,但還沒(méi)有將數(shù)控漸進(jìn)成形與沖壓成形結(jié)合的復(fù)合成形方面的研究。本文所提出的根據(jù)沖壓與數(shù)控漸進(jìn)成形相結(jié)合的復(fù)合成形辦法為: 關(guān)于一個(gè)給定的待成形板材件,先選用沖壓成形工藝成形出與待成形板材件形狀附近的規(guī)矩成形區(qū)以進(jìn)步成形功率,再利用數(shù)控漸進(jìn)成形工藝成形出待成形板材件上結(jié)構(gòu)雜亂的形狀區(qū)域。其中,形狀雜亂區(qū)域包含沖壓工藝無(wú)法成形的形狀結(jié)構(gòu)和沖壓工藝成形所需模具難以加工或加工成本較高的形狀結(jié)構(gòu)。

關(guān)于如圖1 所示的板材件,若選用圖 2 所示的沖壓工藝來(lái)加工成形,因?yàn)樵撳F形件所需的變形程度超過(guò)了錐形件一次拉深成形所允許的極限變形程度 (即此錐形件的拉深比大于一次拉深成形的極限拉深比),所以有必要進(jìn)行多道次拉深成形。此時(shí)存在著需求制作多個(gè)沖模,且存在形如凸模 2 (圖 2) 的曲面形沖模不易制作且成本高的問(wèn)題。

相比之下,該錐形件的成形也可以通過(guò)如圖3 所示的數(shù)控漸進(jìn)成形工藝加工得到,但假如該錐形件體積較大,則成形加工過(guò)程將花費(fèi)大量的時(shí)間,并且只適合小批量的狀況。

為處理上述問(wèn)題,綜合考慮沖壓成形和數(shù)控漸進(jìn)成形的特點(diǎn),提出了沖壓與數(shù)控漸進(jìn)成形相結(jié)合的復(fù)合成形: 學(xué)習(xí)金屬板材數(shù)控漸進(jìn)成形分區(qū)策略,從減少加工時(shí)間與加工成本的視點(diǎn)考慮,將板材的成形區(qū)域劃分為沖壓成形區(qū)和數(shù)控漸進(jìn)成形區(qū),關(guān)于如圖 1 所示的成形件的大圓臺(tái)區(qū)選用沖壓成形工藝,而關(guān)于底部的小圓臺(tái)區(qū)選用數(shù)控漸進(jìn)成形工藝,就可防止制作如圖 4 所示形狀雜亂的沖模發(fā)生的耗材多、成本高的問(wèn)題。

別的,外形如圖 5 所示板材件,因?yàn)槠鋫?cè)壁上具有沿 Z 軸方向移動(dòng)的沖模無(wú)法接近的小圓臺(tái)特征,并且小圓臺(tái)特征的成形角較大,因此,這類(lèi)板材件僅選用沖壓工藝無(wú)法完結(jié)其成形。若選用數(shù)控漸進(jìn)成形,則可選用五軸或三軸與五軸復(fù)合漸進(jìn)成形,但需較長(zhǎng)加工時(shí)間。但假如選用沖壓與數(shù)控漸進(jìn)成形相結(jié)合的復(fù)合成形工藝就能很好地完結(jié)其成形,即關(guān)于板材件的四棱臺(tái)特征采納沖壓成形工藝成形,而關(guān)于側(cè)壁上的小圓臺(tái)特征,則采納與沖壓工藝相比成形極限高 、柔性好的數(shù)控漸進(jìn)成形工藝,如圖6 所示。

假如將沖壓成形工藝與數(shù)控漸進(jìn)成形工藝最優(yōu)地結(jié)合起來(lái),取其優(yōu)勢(shì)來(lái)克服其缺點(diǎn),并合理地進(jìn)行分區(qū)成形,不僅可節(jié)省成形成本、進(jìn)步成形功率,并且還可以成形加工出形狀更為雜亂的結(jié)構(gòu)。 |