[发明专利]连续不均匀压缩成形三维曲面的方法

摘要

本发明提供一种由金属板料连续成形出三维曲面零件的方法，属于金属塑性加工领域，特别适用于双曲度三维曲面件的快速成形。其特点是通过配对的上、下成形工具及板料的进给运动实现曲面的连续成形。板料连续通过成形工具时，在上、下成形工具的缝隙处形成横截面为曲线形状、厚度沿板料进给方向由大到小变化的塑性变形区。板料在变形区内获得横向弯曲变形及厚度方向的不均匀压缩变形，不均匀压缩导致板料的伸长量沿横向不均匀，从而在弯曲横截面上形成附加纵向弯矩，使板料纵向弯曲。随着板料的纵向连续进给，在横向与纵向弯曲变形的共同作用下，形成双曲度的三维曲面。

主权项

1.一种连续不均匀压缩成形三维曲面的方法，使金属板料(3)连续进给，通过上、下成形工具之间的曲线形状缝隙被不均匀压缩后，在出口端形成双曲度的曲面(4)，所述的成形工具的缝隙的中线是曲线形状，并且缝隙的宽度是非等值分布，具体步骤如下：1)确定成形件的目标曲面的主曲率方向，在曲面成形时，使金属板料(3)的进给方向即纵向与成形件目标曲面的一个主曲率方向一致，成形工具沿垂直于板料进给方向即横向布置，与成形件的目标曲面的另一个主曲率方向一致，并确定出成形件的目标曲面纵向曲率ρ_L及横截面曲线z＝c(x)，其中z为高度方向坐标。2)确定上、下成形工具之间的缝隙宽度函数h(x)，该函数应为高度方向坐标z的线性函数，成形纵曲率与横曲率为同向的凸曲面(4a)时，缝隙(2a)的宽度值分布为中间小两边大，对于对称的凸曲面，缝隙(2a)的宽度计算公式为：h(x)=[1-(1-c(x)d)dρL]H]]>其中H为板料(3)的厚度；ρ_L为成形件目标曲面的纵向曲率半径；d为目标曲面横截面曲线c(x)上的最大高度差。成形纵曲率与横曲率反向的鞍型曲面(4b)时，缝隙(2b)的宽度值分布为中间大两边小，对于对称的鞍型曲面，缝隙(2b)的宽度计算公式为：h(x)=[1-c(x)ρL]H]]>3)所述的成形工具为长条状，并有小挠度弯曲，其轮廓形状通过调形机构(6)进行调整，上成形工具轮廓形状曲线的计算公式为：f₁(x)＝c(x)+h(x)/2；下成形工具轮廓形状曲线的计算公式为：f₂(x)＝c(x)-h(x)/2。4)成形出的曲面(4)其纵向曲率半径的计算公式为：其中A为上、下成形工具之间缝隙的面积。