柔性成形技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1、柔性成形技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀隨若社Q的迅速發(fā)展，時(shí)代的進(jìn)涉*我國的經(jīng)濟(jì)走上了新的臺階.制造業(yè)的發(fā)展覽沐Eii進(jìn)，制造業(yè)是闔丄經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè).是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的董要依托.21世紀(jì)是信息化的時(shí)代，如何低成木、高質(zhì)量的硏發(fā)出新的嚴(yán)品.以満足信息化社會箏變的ih場炷箏品種、小批蚩、更朵零部件的翌求.楚企業(yè)在盤爭日益加劇的巾場壞塩中ff立足定地的先怪因盍山.B6著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展.市場對于金屆板料件的需求盤也日益加劇.對于金屬板斛件的形狀要求也越來越高，而且產(chǎn)品的市場存在周期也相對縮麗<j“5.的嚶求也越棗趣品心荷一ju護(hù)1吃m但模具設(shè)計(jì)和制作是一個(gè)反復(fù)的研制調(diào)校的過程，而且板料加工時(shí)缺少柔性.客易出現(xiàn)

2、戚形缺陷.閃時(shí).鈕力、成本高.住產(chǎn)刪期怏、砸収滿足市場燈荔肩種、小批呈產(chǎn)品的耍求.岡此.為了實(shí)現(xiàn)金屬板料件，快速、低底本”高礪命的加工、議適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展需要，采取柔性成形技術(shù)加工金屬板料件u經(jīng)成為了一種必然的發(fā)展方其中.單點(diǎn)漸進(jìn)成形技術(shù)就是在這種時(shí)代背量下應(yīng)運(yùn)而生的一項(xiàng)金屬扳料成形的柔件加工方法.現(xiàn)代制造業(yè)要求並業(yè)怏速、低成本*高質(zhì)童的開發(fā)出新的產(chǎn)品.以滿足制造業(yè)向小批覽、衣品種嚴(yán)品生產(chǎn)和怦品試制的需要、而一般的的金屆板村加工方法都需要模具的土產(chǎn)而用棋具的主產(chǎn)需耍的周期很氏.柔件不足.生產(chǎn)新的產(chǎn)品時(shí).就盂要先研制新的成形摸具.生產(chǎn)期得到不到加證.而現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的更新異常迅速.快速.!&l

3、t;-.i.1-J；-j-'<!<；業(yè)設(shè)備.僥？卜激烈的匚業(yè)壞境卜存到兀他仃著非常重要的作用兇.因此一些新型的金屬械成形技術(shù)迅速發(fā)展起來"現(xiàn)有的柔性成垂技術(shù)1:要包括:旋壓成形、憤丸誡收級也的成臥電雄性咸形*激光件局力成儀CNC髙壓水性噴射的成形、單點(diǎn)漸進(jìn)成形技術(shù)"這些成形技術(shù)都星在數(shù)控自動(dòng)化系統(tǒng)的支撐下.實(shí)現(xiàn)金屆扳料的無模成形，從而實(shí)觀柔性加工.沒有常規(guī)模具沖壓的一些技術(shù)缺點(diǎn),節(jié)省了產(chǎn)品的生產(chǎn)成冨,縮短了空產(chǎn)周期.對新型工業(yè)產(chǎn)品的開笈試制和小批a工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)有著非常重耍的童文.旋壓成形旋壓成形是常用的金屬板料柔性成形技術(shù)之一只能用加工軸對稱的工件.其

4、他形狀的零件無法加工。旋壓成形是一種將金屈坯料安放芯模的頂部.以旋轉(zhuǎn)軸和桿棒等匸貝做軸向和徑向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng).加載壓力于隨芯模沿同一軸線做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的金屬坯料，使坯料在旋轉(zhuǎn)過程屮產(chǎn)生連續(xù)的局部變形，用終獲得所需要的薄曬空心回轉(zhuǎn)體零件旋斥成形技術(shù)可以有效的提髙材料的利用率，具何柔性較好，成木相對低廉等優(yōu)點(diǎn)，適用范闈廣.可加工多種金屬板材.是一種經(jīng)濟(jì)、高效率的成形薄壁空心回轉(zhuǎn)體的工件的方法.因此.旋壓成形技術(shù)在不僅在航夭、航空等精密加工技術(shù)領(lǐng)域占有非常蚩要的地位.而且在機(jī)械制造、化工機(jī)械、電氣電子、輕工業(yè)等都得到了廣泛的應(yīng)用叫內(nèi)施棒噴丸成形噴丸成形技術(shù)是利用高速射出的金屬彈丸捶擊金屬仮料的麥而.受到撞擊

5、的金屬表而及HN-層金屬發(fā)生了塑性變形，使面內(nèi)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，在此殘余應(yīng)力的作用下逐漸便金屬板料成形出所需要形狀的一種成形技術(shù)。目前,該技術(shù)主要被應(yīng)用于航空航尺領(lǐng)域，如波音和空客等世界主要E機(jī)制造商，在英現(xiàn)代客機(jī)的工業(yè)生產(chǎn)中，都U經(jīng)采用了噴丸成形技術(shù).噴九成形工藝是一種工藝比較復(fù)雜的成形工藝，上要的工藝方法有延伸噴丸、彎曲噴丸、和預(yù)應(yīng)力噴丸三種。在噴丸成形時(shí)受到很零工藝參數(shù)的影響，成形工藝參數(shù)血石耍人城的實(shí)憐fl實(shí)際的LZ做切沢任應(yīng)用CNC故控技術(shù)后這個(gè)問題依然很嚴(yán)峻。多點(diǎn)成形董點(diǎn)成形技術(shù)是將傳統(tǒng)的整體模具曲面離散成系列規(guī)則排列，高度可以調(diào)節(jié)的基本單元.通過計(jì)算機(jī)對基本單元運(yùn)動(dòng)的控制,排列形成三

6、維曲面,對板料進(jìn)行三維曲面的加工.是一種具有高柔性的快速成形方法“多點(diǎn)成形可以分為多點(diǎn)樂機(jī)、多點(diǎn)模具、半多點(diǎn)模具和半多點(diǎn)樂機(jī)4中具有代表性的成形方法.最基本的是董點(diǎn)斥力成形和多點(diǎn)愧具成形兩種方法.多點(diǎn)成形技術(shù)在2()世紀(jì)90年代初由日本中村敬一教授作了初步的研充：在國內(nèi)，吉林匸業(yè)大學(xué)在多點(diǎn)戚形工藝方而取即了校大的進(jìn)展，成功研制出畫點(diǎn)成形樣機(jī)，并且t；門成立了吉林工業(yè)大學(xué)無模成形中心，從事多點(diǎn)成形工藝方而的研兗和開發(fā)國.但是H前多點(diǎn)成形仍然存在普明靠的技術(shù)缺陷.只能成形一些結(jié)構(gòu)比較簡單的零件，而且成形零件的表面會存在明顯的缺陷，表而質(zhì)顯受影響。嚴(yán)件(a)傳統(tǒng)模具成形(bi多點(diǎn)成形圖1.2多點(diǎn)成形

7、示意圖Fig.2SchematicdiagramofMuhi-pointforming電磁成形電啟成形技術(shù)是20世紀(jì)60年代在國內(nèi)外迅速發(fā)展起來的新型的髙能的金屬塑性加工方法.成形過程中.帶電的金屬板料處于急劇變化的磁場當(dāng)中受到磁場力的作用,當(dāng)磁場力超過材料的屈服應(yīng)力時(shí).板料便產(chǎn)生塑性變形叫電磁成形技術(shù)相對傳統(tǒng)的金屬壓力加匸方法而育，具有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于汽乍、儀器儀表、電子、軍匸等領(lǐng)域。雖然電磁成形技術(shù)發(fā)展至今(2H10年左右的歷史電磁成形設(shè)備的結(jié)構(gòu)、儲能大小、控制和安全系統(tǒng)等也逐漸趨完善.但是從現(xiàn)實(shí)需要來看其產(chǎn)能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要卩°)激光應(yīng)力成形激光應(yīng)力成形

8、技術(shù)是一種新型的金屬板料成形方法.在激光掃描金屬薄板時(shí)，利用金屈固仃的熱脹冷縮持性，在熱作用區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生明顯的型度梯度產(chǎn)生超過材料屈服強(qiáng)度的熱應(yīng)力，從而實(shí)現(xiàn)板料的塑性變形卩與常規(guī)的金屬板料成形方法相比，運(yùn)用該方法不需耍借助任何形式的外力，因而生產(chǎn)周期矩，加工的柔性大。成形時(shí)不受模具限制，可在常溫下成形難變形和脆性材料。由r激光應(yīng)力成形具仃著其獨(dú)特的一些憂點(diǎn)，已經(jīng)在某昨領(lǐng)域冇了一些初步的工業(yè)應(yīng)用國內(nèi)村于這方面的研尢起步相對較晚，li前.該技術(shù)還存在一些問題，有待進(jìn)一步的研究：（1）彫響激光成形的因數(shù)很多，難以桔確成形（2）成形的形狀相對暇一，不適合加工貝朵的冬件，持別是三維曲面的成形（3熱丘直接作

9、用在板料的表面上,產(chǎn)生的熱效應(yīng)的負(fù)面影響較大,板料表面成形質(zhì)量較差.圖1.3激光成形示意圖高壓水噴射成形CNC高樂水噴射成形是一種柔性化的板料數(shù)控加匸方法，I：作原理可以簡單的概括為：鬲壓泵將水床到噴嘴小孔將水高速噴射到要成形的板料卜.，將水的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為作用于板料的壓力能.當(dāng)水的壓力大到一定程度使板料產(chǎn)生局部的塑性變形,在計(jì)算機(jī)的控制下工作臺按照設(shè)計(jì)的路線運(yùn)動(dòng),然后Z軸下降成形下一層金屬,如此循環(huán)直到最后的成形Z利用高壓水噴射成形可以加工形狀復(fù)雜的工件,因具有很大的成形力可以成形厚板和難以成形的金屬，但I(xiàn)I前該技術(shù)存在召一些問題.需耍進(jìn)一步的研充，如進(jìn)給時(shí)移動(dòng)速度較慢.噴嘴的曆損比較嚴(yán)堪，而且噴嘴的價(jià)恪昂貴.-次性的投資加大.在成形過程中對人有傷害性，成形噪音較大z.圖I.4CNC為樂水噴射成形愎理圖單點(diǎn)漸進(jìn)成形(Single-PointIncrementalFonning.簡稱SPIF)二十世紀(jì)九十年代初日本著名學(xué)者松原茂夫.提出了一種新型的金屬板料的成形方法單點(diǎn)漸進(jìn)成形(Single-PointIncrementalForming.簡稱SPIF).單點(diǎn)漸進(jìn)成形技術(shù)是一種對三