板料三維曲面件的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,大量應(yīng)用于航空航天、船舶艦艇、高速列車、現(xiàn)代建筑、醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域。
三維曲面件常用的加工技術(shù)是模具成形,但不適于單件或小批量生產(chǎn),從而限制了其在產(chǎn)品的個性化、多樣化以及更新?lián)Q代等方面的發(fā)展。為替代傳統(tǒng)的加工方法,出現(xiàn)了柔性成形技術(shù)應(yīng)運而生,如應(yīng)用在造船業(yè)的水火彎板、航空制造業(yè)的噴丸成形、單點漸進(jìn)成形等,但均存在生產(chǎn)效率低、工件精度差等缺點。直到多點柔性成形技術(shù)出現(xiàn),才改變了這種局面。
多點成形基本思想是將實體模具離散為規(guī)則排列的基本體單元,通過數(shù)控方式調(diào)整各基本體單元的高度,構(gòu)造出不同的成形型面,從而實現(xiàn)板料的不同三維曲面成形。生產(chǎn)中與具體技術(shù)結(jié)合,多點柔性成形技術(shù)又獲得了新的發(fā)展:
1、多點數(shù)字化成形
多點數(shù)字化成形是將柔性制造和計算機(jī)技術(shù)結(jié)合為一體,基本原理是用多個規(guī)則排列的基本體單元構(gòu)成的點陣代替實體模具的型腔,通過數(shù)控方式調(diào)整基本體單元高度形成所需要的成形型面,進(jìn)行板料的柔性成形。
2、柔性拉伸成形
柔性拉伸成形是在傳統(tǒng)拉伸成形和多點離散成形的基礎(chǔ)上,綜合運用液壓系統(tǒng)的帕斯卡定理、材料的加工硬化特性與最小阻力定律等理論,設(shè)計開發(fā)的一種新型柔性成形技術(shù)。 柔性拉伸成形可用多個離散夾鉗代替?zhèn)鹘y(tǒng)拉伸成形時的整體剛性夾鉗,每個離散夾鉗由水平、傾斜、垂直布置的三個液壓缸加載,能夠?qū)崿F(xiàn)板料加載與變形的自協(xié)調(diào),即在拉伸成形過程中,多個夾鉗可以根據(jù)模具形狀的變化自動調(diào)整鉗口的位移和轉(zhuǎn)角,實現(xiàn)鉗口處板料與拉伸成形模具端面的曲率變化趨勢一致,從而使板料更容易貼合模具,提高工件的成品率和材料利用率。
3、連續(xù)輥壓多點成形
基于柔性輥和多點調(diào)形原理的連續(xù)輥壓多點成形新方法。連續(xù)輥壓多點成形采用可彎曲柔性輥作為成形工具,柔性輥由多個沿軸線分布的調(diào)形單元控制,通過調(diào)整每個調(diào)形單元的相對高度獲得柔性輥的彎曲度,使板料連續(xù)進(jìn)給和塑性變形,完成三維曲面件的柔性成形。