[发明专利]一种壁厚均匀的直壁筒形件的成形方法

权利要求书

1.一种壁厚均匀的直壁筒形件的成形方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)确定目标筒形件的尺寸：直径D、深度H、圆弧半径r、厚度t，其中高径比0<H/D≤0.5；

(2)根据目标筒形件的尺寸直径D、深度H、圆弧半径r、厚度t确定原始板料厚度t₀；

(3)第1道次采用三段式成形路径加工出半径为R、深度为H₁的三台阶锥桶件，其中R＝D/2为目标筒形件的半径，0<H₁<H：第一段直线成形角为θ₁，直线的起点与中心轴的距离为R，直线的末端与中心轴的距离为L₂，第二段直线成形角为θ₂，直线的末端与中心轴的距离为L₁，第三段分为直线和圆弧部分，直线成形角为θ₃，圆弧与直线相切，其半径为R₁，其中0°<θ₂<θ₃<θ₁<θ_临界，θ_临界是待加工板材的临界成形角，0<L₁<L₂<R，0<R₁<r；

(4)第2道次采用二段式成形路径加工出半径为R、深度为H₁的二台阶锥桶件：第一段直线的成形角为θ₄，直线的末端与二台阶锥桶件顶部的距离为H₂，第二段分为直线和圆弧部分，直线成形角为θ₅，圆弧与直线相切，半径为R₂，其中，θ₁<θ₄<90°，θ₂<θ₅<θ₄，；

(5)第3道次采用二段式成形路径加工出半径为R、深度为H₃的圆弧底锥桶件，其中H₂<H₃<H₁：第一段直线成形角为θ₆，直线的末端与圆弧底锥桶件顶部距离为H₄，圆弧与直线相切，其半径为R₃，其中，θ₄<θ₆<90°；

(6)第4道次加工出半径为R、深度为H、圆弧半径为r的制件；

(7)当目标制件高径比H/D＝0.5时，步骤(6)所得制件即为目标制件；当目标制件高径比0<H/D<0.5时，按照目标制件的高径比将步骤(6)中制件多余高度的部分去除，即得目标制件。

2.根据权利要求1所述的壁厚均匀的直壁筒形件的成形方法，其特征在于，所述步骤(2)中根据体积不变原理计算出原始板料厚度t₀，成形过程中参与变形的初始坯料面积为πD²/4，成形后的直壁圆筒件表面积分为底面、圆角、直壁三个部分，各部分的面积为：

底面：S₁＝π(D/2-r)²

圆角：S₂＝(πr)²/2+2πr(D/2-r)

直壁：S₃＝πD(H-r)

根据体积不变原理：t₀×πD²/4＝t×(S₁+S₂+S₃)

得到：t₀＝4t×(S₁+S₂+S₃)/πD²＝t/[D²/(D²-2(4-π)Dr)+4(3-π)r²+4DH]。