[发明专利]一种空间无直段复杂弯曲空心构件的柔性成形方法

说明书

本发明公开了一种空间无直段复杂弯曲空心构件的柔性成形方法，属于复杂金属构件柔性制造技术领域，首先根据目标空间无直段弯曲件的尺寸，包括弯曲段的弯曲半径、弯曲角及弯曲方向，确定具体的工艺参数，包括每一个弯曲段弯曲模的偏心距离、偏心速度、偏心时间和停留时间，再将上述工艺参数进行回弹修正计算，最后利用回弹修正计算后的工艺参数在三维自由弯曲设备上成形目标无过渡直段空间复杂弯曲空心构件。本发明充分地发挥了三维自由弯曲技术能够轻松改变弯曲半径、弯曲角度、弯曲方向以及实现多种弯曲形式和弯曲形状的优点；简单可行，生产效率高，在航空航天、核电、汽车等工程领域具有重要的工程应用价值和明显的经济效益。

技术领域

本发明涉及一种空间无直段复杂弯曲空心构件的柔性成形方法，特别是涉及一种空间无直段复杂弯曲空心构件的三维自由弯曲成形方法，属于复杂金属构件柔性制造技术领域。

背景技术

无过渡直线段的空间复杂弯曲空心构件是弯管中一类重要的零件，广泛地应用于核能、航空航天、化工、冶金、建筑等领域，目前，采用传统的数控绕弯、滚弯等弯管设备无法成形无过渡直段的空间复杂弯曲空心构件，必须根据具体的管件形状设计相对应形状的手工弯管模具，这大大增加了生产成本并且无法保证管件的成形精度和成形质量，为了实现无过渡直段的空间复杂弯曲空心构件的快速批量生产，必须寻找一种新型的柔性成形方法。

三维自由弯曲技术完全通过控制参数，无须改变模具或工装即可实现各种圆形、方形截面管材及异型截面空心型工艺材在连续变化弯曲半径条件下的高精度柔性成形，三维自由弯曲成形技术不需要更换模具即可一次快速成形中间无过渡直段空间复杂弯曲空心构件，弯管成形质量及成形精度均大大高于手工弯管方法，且设备制造成本较低，成形效率高，适合大批量生产，但是对于无过渡直段空间复杂弯曲空心构件，国内的三维自由弯曲技术尚未开发出一套完善的成形工艺解析方法。

发明内容

本发明的主要目的是为了提供一种空间无直段复杂弯曲空心构件的柔性成形方法，充分利用三维自由弯曲技术一次快速成形各种复杂空间形状的弯曲构件的优点。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种空间无直段复杂弯曲空心构件的柔性成形方法，首先根据目标空间无直段弯曲件的尺寸，确定具体的工艺参数，再将上述工艺参数进行回弹修正计算，最后利用回弹修正计算后的工艺参数在三维自由弯曲设备上成形目标无过渡直段空间复杂弯曲空心构件。

优选的，目标空间无直段弯曲件的尺寸包括弯曲段的弯曲半径Rn、弯曲角θn及弯曲方向确定的工艺参数包括每一个弯曲段弯曲模的偏心距离URn、偏心速度VR_n-1n、偏心时间TR_n-1n和停留时间TR_n。

优选的，一种空间无直段复杂弯曲空心构件的柔性成形方法，具体包括如下步骤：

步骤1：根据第n个弯曲段的弯曲半径Rn及弯曲变形区长度A确定第n个偏心位置Rn的偏心距离URn；

步骤2：根据第n个弯曲段的弯曲方向及弯曲变形区长度A确定第n个偏心位置Rn的XY坐标；

步骤3：根据管材推进速度v及弯曲变形区长度A确定第n-1个偏心位置Rn-1过渡到第n个偏心位置Rn的时间TR_n-1n和运动速度VR_n-1n；

步骤4：根据管材推进速度v、弯曲变形区长度A及第n个弯曲段的弯曲角θn确定第n个偏心位置Rn的停留时间TRn：

步骤5：重复进行上述步骤得到n个弯段的具体工艺参数，包括运动速度VR_n-1n、运动时间TR_n-1n和停留时间TR_n；