塑性工程学报：方盒形件多道次凸模支撑渐进成形|佛山兴迪源机械

塑性工程学报：方盒形件多道次凸模支撑渐进成形

2023-07-07

摘要：本文以宽径比 B /r = 4. 0 的方盒形件为研究对象，利用数值模拟和实验相结合的方式探究 H/B = 1. 0 的方盒形件的最佳成形路径、最佳成形道次数目，可成形出 B = 60 mm 的 H/B = 1. 0、B /r = 4. 0 方盒形件原始板料厚度和所对应的壁厚分布情况。

　　【作者】施文强;高锦张;金志浩;郑璐恺

　　【前言】

　　板料数控渐进成形是一种实现 CAD/CAE/CAM的先进智能制造技术。该技术引入了快速原型制造技术中分层制造的思想，相比于传统的冲压工艺，弥补了传统拉深工艺的不足，加工过程更加灵活［1－3］。

　　在实际生产过程中，方盒形件是典型的直壁件之一，在凸模支撑渐进成形方盒形件时，由于单道次成形难以满足制件壁厚要求，甚至达到一定成形深度会出现破裂现象，导致成形深度受到限制，因此需要设计多道次成形路径来控制金属板料的变形，以成形出壁厚相对均匀的合格制件。而国内外学者针对方盒形件凸模支撑渐进成形的研究较少。本文以宽径比 B /r = 4. 0 的方盒形件为研究对象，利用数值模拟和实验相结合的方式探究 H/B = 1. 0 的方盒形件的最佳成形路径、最佳成形道次数目，可成形出 B = 60 mm 的 H/B = 1. 0、B /r = 4. 0 方盒形件原始板料厚度和所对应的壁厚分布情况，并通过余料切除工艺或多道次成形路径的推广实现其他尺寸方盒形件的快速渐进成形。

　　【结论】

　　(1)设计了等高平行直线、变角度直线和等高变角度直线 3 种凸模支撑多道次成形方盒形件路径方案，通过模拟和实验得到变角度直线成形路径成形出的方盒形件侧壁圆角处会发生起皱现象，等高平行直线和等高变角度直线成形路径均能成功成形出H/B = 1. 0、B /r = 4. 0 方盒形件。

　　(2)模拟和实验结果表明，在 3 种多道次成形路径方案中，以壁厚减薄率标准偏差为判断依据，成形 H/B = 1. 0、B /r = 4. 0 方盒形件的最佳路径方案是等高变角度直线成形路径。

　　(3)基于最佳路径为等高变角度直线成形路径的情况下，模拟和实验结果表明: 成形 H/B = 1. 0、B /r = 4 方盒形件的最佳道次数目是 7 道次。

　　(4)在不同原始板厚情况下成形 B = 60 mm 的H/B = 1. 0、B /r = 4. 0 方盒形件，证实了最佳路径和最佳道次数目选择的可行性，并得到了可成形出B =60 mm 的 H/B = 1. 0、B /r = 4. 0 方盒形件的最小原始板料厚度 t = 1. 5 mm。

　　以下是正文：