单点渐进成形
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单点渐进成形
发展历史及现状
• 松原茂夫于20世纪90年代提出 • Lesz ak 在1967 年获得发明专利 • 2005 年以来, 单点渐进成形获得了极大 的发展 目前理论不完善，工艺不成熟，应用不广 泛，但是具有广阔的发展前景
定义
单点渐进成形是在数控机床上通过计算 机程序控制形状简单的成形工具，利用其沿 着垂直方向的进给以及水平方向的运动轨迹 逐层形成板类件的三维包络面，从而实现金 属板料连续局部塑性成形的加工方法。单点 渐进成形适用于新产品试制及小批量生产。
产品
图1 汽车门外覆盖件
图2 工艺品
图3 汽车翼子板覆盖件
制约因素
1) 单步加工难以达到较大成形角 ——温度控制 2) 出现回弹效应 ——温度控制、优化路径 3) 高应力集中在已加工区域出现自由变形 ——优化路径、工具形状
存在问题
( 1) 成形工艺方面: 目前对金属板材单点渐进成形机理 的研究还不够充分, 对成形过程中发生的拉裂、 起皱、 回弹等一些复杂缺陷还没有找到本质原因。 ( 2) 专用软件方面: 需要开发一些可适用于该技术的专 用软件, 使这些软件具有成形件 C A D 模型修正、 成形轨迹生成、 成形过程虚拟仿真、 工艺参数优化、 工艺参数数据库及专家系统等功能。 ( 3) 支撑方面: 需要研究更能符合成形工艺的支撑 C AD 模型生成方法和经济、 快速、 自动化程度高的支撑 制作方法。 ( 4) 成形运动方式: 目前的研究大多局限于基于等高线 运动的三轴数控成形方式, 今后有必要研究其他运动 方式和多轴成形加工, 如基于螺旋运动和五轴数控成
成形能力表征量：成形极限角
影响因素：加工步长 进给速度 主轴转速 刀具头半径
数字成形系统
成形系统工作过程
成形缺陷
缺陷：破裂（凹陷）
防止措施：起刀点均布
成形缺陷
缺陷：失稳（起皱）
防止措施：采用顺逆相间的加工方法
应用领域
1) 汽车 车身面板及其它金属板材结构件; 2) 建筑业 定制的模型、 面板等; 船舶 船体板等。
发展趋势
由于单点 渐进成形在柔性 加工方面的独 特优势, 所以各国都不遗余力地发展该技术。 Duf lou 开发的局部加热系统, 使得加工厚度 更大的板材成为可能。Alwood 开发新型球头 工具来提高加工精度。相信这些新技术的应 用, 已经 开启了 SPI F 工艺大规模工程化应 用的时代。
思考
Key Words:数控机床 计算机程序 运动轨迹 板类件 连续局部塑性成形
分类
按成形方向：负成形、正成形 按有无支撑：无模成形、有模成形
支撑类型
特点
1）实现板料柔性成形
2）实现板料变轨迹和路径成形 3）易于实现CAD/CAE/CAM一体化 4）在同一台设备上可进行多种不同 形状板类件的加工
工艺参数对成形能力的影响
单点渐进成形
发展历史及现状
• 松原茂夫于20世纪90年代提出 • Lesz ak 在1967 年获得发明专利 • 2005 年以来, 单点渐进成形获得了极大 的发展 目前理论不完善，工艺不成熟，应用不广 泛，但是具有广阔的发展前景
定义
单点渐进成形是在数控机床上通过计算 机程序控制形状简单的成形工具，利用其沿 着垂直方向的进给以及水平方向的运动轨迹 逐层形成板类件的三维包络面，从而实现金 属板料连续局部塑性成形的加工方法。单点 渐进成形适用于新产品试制及小批量生产。
产品
图1 汽车门外覆盖件
图2 工艺品
图3 汽车翼子板覆盖件
制约因素
1) 单步加工难以达到较大成形角 ——温度控制 2) 出现回弹效应 ——温度控制、优化路径 3) 高应力集中在已加工区域出现自由变形 ——优化路径、工具形状
存在问题
( 1) 成形工艺方面: 目前对金属板材单点渐进成形机理 的研究还不够充分, 对成形过程中发生的拉裂、 起皱、 回弹等一些复杂缺陷还没有找到本质原因。 ( 2) 专用软件方面: 需要开发一些可适用于该技术的专 用软件, 使这些软件具有成形件 C A D 模型修正、 成形轨迹生成、 成形过程虚拟仿真、 工艺参数优化、 工艺参数数据库及专家系统等功能。 ( 3) 支撑方面: 需要研究更能符合成形工艺的支撑 C AD 模型生成方法和经济、 快速、 自动化程度高的支撑 制作方法。 ( 4) 成形运动方式: 目前的研究大多局限于基于等高线 运动的三轴数控成形方式, 今后有必要研究其他运动 方式和多轴成形加工, 如基于螺旋运动和五轴数控成
成形能力表征量：成形极限角
影响因素：加工步长 进给速度 主轴转速 刀具头半径
数字成形系统
成形系统工作过程
成形缺陷
缺陷：破裂（凹陷）
防止措施：起刀点均布
成形缺陷
缺陷：失稳（起皱）
防止措施：采用顺逆相间的加工方法
应用领域
1) 汽车 车身面板及其它金属板材结构件; 2) 建筑业 定制的模型、 面板等; 船舶 船体板等。
发展趋势
由于单点 渐进成形在柔性 加工方面的独 特优势, 所以各国都不遗余力地发展该技术。 Duf lou 开发的局部加热系统, 使得加工厚度 更大的板材成为可能。Alwood 开发新型球头 工具来提高加工精度。相信这些新技术的应 用, 已经 开启了 SPI F 工艺大规模工程化应 用的时代。
思考
Key Words:数控机床 计算机程序 运动轨迹 板类件 连续局部塑性成形
分类
按成形方向：负成形、正成形 按有无支撑：无模成形、有模成形
支撑类型
特点
1）实现板料柔性成形
2）实现板料变轨迹和路径成形 3）易于实现CAD/CAE/CAM一体化 4）在同一台设备上可进行多种不同 形状板类件的加工
工艺参数对成形能力的影响