采用离散式模具的大型曲面逐段成形方法_2

文档序号:9588103阅读:来源:国知局
δ= -1 ;
[0033] iv.根据有效成形区与成形过渡区内的上模具的各基本体单元的高度方向坐标 <与下模具的各基本体单元的高度方向坐标4,调整各基本体单元的高度,形成用于第k 成形区段成形的上模具型面与下模具型面。
[0034] 步骤四中,最后成形区段即第N成形区段的模具型面形状根据待成形零件的第N 成形区段目标曲面SN来确定,其具体过程为:
[0035] a.确定第N成形区段目标曲面&在x-y平面投影面积最大的投影方向,设定其为 该成形区段成形的冲压方向,使冲压方向与离散式模具基本体单元(8)的高度方向一致, 将曲面&按冲压方向定位,并确定第N成形区段成形曲面的方程s(N) (X,y);
[0036] b.最后成形区段即第N成形区段的成形区(5)的上模具⑴与下模具⑵的第1 至第m列基本体单元的高度利用公式(9)计算:
[0037]
[0038] 式中,< 为上模具的第i列第j行基本体单元的高度方向坐标,< 为下模具的第 i列第j行基本体单元的高度方向坐标;r为基本体单元球冠的半径,t为曲面零件的厚度, g为上模具的第i列第j行基本体单元与曲面(X,y)切点的X-坐标、;|为上模具的第 i列第j行基本体单元与曲面s(N) (X,y)切点的y-坐标、为下模具的第i列第j行基本 体单元与曲面S(N) (X,y)切点的X-坐标、g为下模具的第i列第·]_行基本体单元与曲面s(N) (X,y)切点的y-坐标,由方程(10)求解得到:
[0039]
[0040] 式中,计算上模具的基本体单元与曲面s(N) (X,y)切点时,δ= 1,计算下模具的基 本体单元与曲面s(N)(x,y)切点时,δ= -1 ;Xi为基本体单元(8)的中心线在X-方向的坐 标,yj为基本体单元的中心线在y-方向的坐标;
[0041] c.根据最后成形区段的上模具的各基本体单元的高度方向坐标与下模具的各 基本体单元的高度方向坐标if:,调整各基本体单元的高度,形成用于最后成形区段即第N成形区段成形的上模具型面与下模具型面;
[0042]当待成形的大型曲面的宽度不超过离散式模具宽度时,只需沿长度方向即X-方 向逐段成形;当待成形的大型曲面零件的宽度大于离散式模具宽度时,沿长度方向即X-方 向与宽度方向即y-方向均需要逐段成形。
[0043] 当待成形的大型曲面零件在χ-y平面上的投影为不规则边界轮廓投影区域时,先 将其拓展成χ-y平面上的投影为矩形投影区域的规则轮廓形状曲面后,再进行模具型面设 计,然后进行逐段成形。
[0044] 与现有技术相比本发明的有益效果是:
[0045] 1.由于采用了逐段成形的方法,并采用了离散式型面可调的模具,与传统的整体 成形方法相比,这种成形方法不需要大型模具,可省去大型模具的制造费用,大大降低生产 成本;
[0046] 2.每段成形只针对一个模具成形面积大小的局部区域,这种成形方法不再需要大 型的设备,可实现小设备成形大尺寸的曲面零件,为大型三维曲面零件加工开辟一条新途 径;
[0047] 3.将模具型面分成有效成形区与成形过渡区两部分,通过合理地设计成形过渡区 的模具型面形状,可使相邻成形区段衔接处的变形均匀过渡,从而避免成形缺陷产生,获得 高质量的曲面零件。
【附图说明】
[0048] 图1是离散式型面可调的上、下模具示意图;
[0049] 图2是采用离散式模具的大型曲面逐段成形过程示意图;
[0050] 图3是板料分成N个模具成形面积大小的区段及前后区段关系示意图;
[0051] 图4是由第k区段成形到第k+Ι区段成形的过程示意图;
[0052]图5是由B样条插值得到的第k段过渡区成形曲面及其与离散式模具关系示意 图;
[0053]图6是上、下模具基本体单元与曲面接触点及基本体单元的高度坐标计算示意 图;
[0054] 图7是宽度大于离散式模具宽度的大型曲面沿X-与y-双向逐段成形示意图;
[0055] 图8是不规则边界轮廓形状的大型曲面拓展成规则轮廓曲面的过程示意图;
[0056] 图9是基于离散式型面可调模具的大型曲面逐段成形步骤框图。
[0057] 图中:1.上模具,2.下模具,3.板料,3a.未变形的板料,4.曲面成型件,4a.已成 形的曲面,5.成形区,5a.模具的一次成形面积,6.有效成形区,7.成形过渡区,8.基本体 单元,9.上模具型面,10.下模具型面,11.有效成形区与成形过渡区边界,12.成形过渡区 与未变形板料边界,13.有效成形区成形曲面,14.成形过渡区成形曲面,15.长度为(m-nO d的未变形板料,16.不规则边界轮廓投影区域,17.矩形投影区域,18.规则轮廓形状曲面。
【具体实施方式】
[0058] 下面结合附图进一步说明本发明的详细内容及其【具体实施方式】:
[0059] 本发明涉及的大型曲面逐段成形方法,以一套离散式型面可调的上模具1与下模 具2作为成形工具,如图1所示,所述的离散式上模具1与下模具2均由规则排列的m列η 行个基本体单元8组成,各基本体单元的高度可调节,其顶端为球冠。上模具1的型面9由 上模具的基本体单元8的包络面构成,下模具2的型面10由下模具的基本体单元8包络面 构成,离散式模具的上模具型面9与上模具型面10的曲面形状由各基本体单元8的高度来 控制。
[0060] 参阅图2与图3,大型板料3顺序地分成Ν个成形区段,通过对各段逐段实施对压 成形,得到尺寸大于模具的一次成形面积5a的大型曲面成形件4。逐段成形方法在各区段 成形时,板料的变形发生在上模具1与下模具2对压的区域即成形区5内,板料的成形区5 分成有效成形区6与成形过渡区7两部分,如图3和图4所示。各成形区段的有效成形区6 上的模具型面根据该区段曲面零件的最终形状确定,使板料3经有效成形区6内成形后获 得该区段最终曲面形状;各成形区段的成形过渡区7上的模具型面基于曲率均匀变化的原 则来进行设计,使处于成形过渡区7内的板料变形以后,能保证相邻成形区段衔接处的变 形均匀过渡,从而避免成形缺陷产生,经过N个成形区段的逐段成形后最终成形出大型曲 面成形件4。
[0061] 参阅图7,所述的采用离散式模具的大型曲面逐段成形方法,当待成形的大型曲面 4的宽度不超过离散式模具宽度时,只需沿长度方向(X-方向)逐段成形;当待成形的大型 曲面4的宽度大于离散式模具宽度时,沿长度方向(X-方向)与宽度方向(y-方向)均需 要逐段成形。
[0062] 参阅图8,所述的采用离散式模具的大型曲面逐段成形方法,当待成形的大型曲面 零件4在x-y平面上的投影为不规则边界轮廓投影区域16时,应先将其拓展成x-y平面上 的投影为矩形投影区域17的规则轮廓形状曲面18后,再进行模具型面设计,然后进行逐段 成形。
[0063] 所述的采用离散式模具的大型曲面逐段成形方法,曲面的成形过程可利用通用的 冲压成形压力机来实现,对于宽度方向也需要逐段成形的曲面零件,用于成形的压力机的 台面在宽度方向要有足够大的操作空间,可使用开式压力机来完成成形过程。
[0064]如图9所示,采用离散式模具的大型曲面逐段成形方法的具体步骤如下:
[0065] 步骤一、以离散式模具基本体单元8的高度方向为z-坐标轴方向,并以基本体单 元8的列排列方向为X-坐标轴方向,以基本体单元8的行排列方向为y-坐标轴方向;待成 形的曲面成形件4的长度方向取为分段方向,其宽度方向与y-坐标轴方向一致;确定第i 列基本体单元8的中心线在X-方向的坐标Xi,其中i= 1,2,u·,!!!,!]!是基本体单元的列数; 确定第j行基本体单元8的中心线在y-方向的坐标y_j,其中j= 1,2,…,η,η是基本体单 元的行数;
[0066] 步骤二、确定用于各成形区段的有效成形区6与成形过渡区7的长度,按公式(1) 计算出逐段成形需要的总成形区段数Ν,将待成形的曲面成形件4的目标曲面均匀划分成Ν成形区段,确定各成形区段的目标曲面Sk,其中k= 1,2,…,Ν;
[0067] N=L/ 0?d) - (111-1?)/m! (1)
[0068] 式中,L为待成形曲面成形件4沿分段方向的总长度,mi为有效成形区6的基本体 单元8的列数,m-n^为成形过渡区7的基本体单元8的列数,d为相邻基本体单元之间的中 心线距离;
[0069] 步骤三、确定用于各成形区段板料成形的模具型面形状;第1成形区段至第N-1成 形区段中的各成形区段的成形区分成有效成形区与成形过渡区两部分,成形区的模具型面 也相应地分成有效成形区模具型面与成形过渡区模具型面两部分;根据第1成形区段至第 N-1成形区段中的各成形区段的曲面Sk,其中k= 1,2,…,N-1,确定各成形区段的有效成形 区6的模具型面形状,根据曲率均匀变化的原则确定成形过渡区7的模具型面形状。首先, 调整上模具1与下模具2的基本体单元8的高度形成用于第1成形区段成形的上模具型面 9与下模具型面10,对板料3的第1成形区段进行对压成形;然后调整基本体单元8的高度 形成用于下一成形区段成形的上模具型面9与下模具型面10,将未变形的板料3a向前进 给,以前一成形区段
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1