一种提高三维空心构件成形精度的工艺优化方法技术

本发明专利技术公开了一种提高三维空心构件成形精度的工艺优化方法，属于复杂金属构件制造技术领域，采用优化确定弯曲模中心至导向机构前端的距离A值的方法，来提高弯曲模中心至导向机构前端的距离A值的精度，进而提高三维自由弯曲成形的精度。本发明专利技术将实验得到的U‑R曲线和理论U‑R数学公式相结合，用实验得到的U‑R曲线关系对理论的U‑R数学公式进行修正，提高了工作效率，节约了生产成本，提高了材料三维自由弯曲成形的精度，使试验成形管件的弯曲半径误差相对较小，最大偏差不超过±5％，增加了三维自由弯曲成形技术在实际生产过程中应用可行性。

A process optimization method for improving the forming accuracy of 3D hollow components

The invention discloses a process optimization method for improving the forming accuracy of three-dimensional hollow components, which belongs to the field of complex metal component manufacturing technology. The method of optimizing the distance A value from the center of bending die to the front end of guiding mechanism is adopted to improve the accuracy of the distance A value from the center of bending die to the front end of guiding mechanism, thereby improving the three-dimensional self-assembly. The accuracy of bending is formed. The invention combines the U_R curve obtained by experiment with the theoretical U_R mathematical formula, corrects the theoretical U_R mathematical formula by using the U_R curve relationship obtained by experiment, improves the working efficiency, saves the production cost, improves the precision of three-dimensional free bending of materials, and makes the bending radius error phase of the tube formed by experiment. For smaller parts, the maximum deviation is less than (+5%), which increases the feasibility of the application of three-dimensional free bending technology in the actual production process.

【技术实现步骤摘要】
一种提高三维空心构件成形精度的工艺优化方法
本专利技术涉及一种提高构件成形精度的工艺优化方法，特别是涉及一种提高三维空心构件成形精度的工艺优化方法，属于复杂金属构件制造

技术介绍
在三维自由弯曲成形过程中，弯曲模中心至导向机构前端的距离A对成形的精度有很大影响，目前，A值的确定主要是通过取经验值A＝1.5D-2D，然后根据成形对A进行不断修正，成形零件的形状不断趋近设计零件的尺寸，成形过程效率低，成形精度低，不适用于实际生产，所以，在三维自由弯曲成形过程中，准确确定A值很重要。从原理上来讲，A值的确定可通过U-R数学公式来确定，而U-R数学式只是建立在一定的几何关系基础上，没有考虑材料与模具的摩擦系数f、材料与模具的间隙值z以及材料属性等因素，因此，要确定准确的A值，很有必要对U-R数学公式进行修正，而通过何种公式或方法来对U-R数学公式进行修正是能否使A值准确确定的关键。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是为了提供一种提高三维空心构件成形精度的工艺优化方法，解决三维自由弯曲成形过程中A值不好确定导致成形精度低的问题。本专利技术的目的可以通过采用如下技术方案达到：一种提高三维空心构件成形精度的工艺优化方法，采用优化确定弯曲模中心至导向机构前端的距离A值的方法，来提高弯曲模中心至导向机构前端的距离A值的精度，进而提高三维自由弯曲成形的精度，具体的，在三维自由弯曲机上成形不同弯曲半径为R的零件，测试出不同半径R对应的不同偏心距U，并绘制出实际U-R曲线，得到实际的弯曲半径R与偏心距U之间的对应关系，通过得到的实际U-R曲线关系对U-R数学公式进行修正，使U-R数学公式更接近实际弯曲成形。优选的，一种提高三维空心构件成形精度的工艺优化方法，具体包括如下步骤：步骤1：在三维自由弯曲机上成形不同的弯曲半径R的零件，测试出不同半径R对应的不同偏心距U，并绘制出实际的U-R曲线；步骤2：通过得到实际的U-R曲线对U-R数学公式进行修正，使U-R数学公式更接近实际弯曲成形；步骤3：通过实验得到的U-R曲线对理论的U-R数学公式进行修正，从而推导出精确的弯曲模中心至导向机构前端的距离A值；步骤4：计算出弯曲半径R、弯曲模运动速度u、弯曲段弧长S和弯曲时间t；步骤5：将参数输入三维自由弯曲成形设备，精确地三维自由弯曲成形。优选的，U-R数学公式，如下式所示：其中：U-R数学公式体现了管材Z向送料速度和弯曲模运动的偏心距U之间的匹配关系。优选的，U-R数学公式得到实际的U-R曲线对U-R数学公式进行修正，使U-R数学公式更接近实际弯曲成形。优选的，通过实验得到的U-R曲线对理论的U-R数学公式进行修正，从而推导出精确的弯曲模中心至导向机构前端的距离A值。优选的，通过推导出的弯曲模中心至导向机构前端的距离A值，计算出弯曲半径R、弯曲模运动速度u、弯曲段弧长S和弯曲时间t，上述参数输入三维自由弯曲成形设备成形出高精度零件。优选的，U-R曲线是在特定弯曲成形条件下确定的，特定弯曲成形条件包括材料与模具的摩擦系数f、材料截面直径D、材料与模具的间隙值z以及材料属性。本专利技术的有益技术效果：按照本专利技术的提高三维空心构件成形精度的工艺优化方法，本专利技术提供的提高三维空心构件成形精度的工艺优化方法，将实验得到的U-R曲线和理论U-R数学公式相结合，用实验得到的U-R曲线关系对理论的U-R数学公式进行修正，提高了工作效率，节约了生产成本，提高了材料三维自由弯曲成形的精度，使试验成形管件的弯曲半径误差相对较小，最大偏差不超过±5％，增加了三维自由弯曲成形技术在实际生产过程中应用可行性。附图说明图1为按照本专利技术的提高三维空心构件成形精度的工艺优化方法的一优选实施例的流程图；图2为按照本专利技术的提高三维空心构件成形精度的工艺优化方法的一优选实施例的试验和模拟所得U-R关系曲线的对比图；图3为按照本专利技术的提高三维空心构件成形精度的工艺优化方法的一优选实施例的弯曲曲率1/R与弯曲模运动偏心距U关系曲线图；图4为按照本专利技术的提高三维空心构件成形精度的工艺优化方法的一优选实施例的成形试验所得1/R-U关系曲线的拟合结果图；图5为按照本专利技术的提高三维空心构件成形精度的工艺优化方法的一优选实施例的U型管件的平面图；图6为按照本专利技术的提高三维空心构件成形精度的工艺优化方法的一优选实施例的L型管件的平面图。具体实施方式为使本领域技术人员更加清楚和明确本专利技术的技术方案，下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。如图1所示，本实施例提供的一种提高三维空心构件成形精度的工艺优化方法，采用优化确定弯曲模中心至导向机构前端的距离A值的方法，来提高弯曲模中心至导向机构前端的距离A值的精度，进而提高三维自由弯曲成形的精度，具体的，在三维自由弯曲机上成形不同弯曲半径为R的零件，测试出不同半径R对应的不同偏心距U，并绘制出实际U-R曲线，得到实际的弯曲半径R与偏心距U之间的对应关系，通过得到的实际U-R曲线关系对U-R数学公式进行修正，使U-R数学公式更接近实际弯曲成形，具体包括如下步骤：步骤1：在三维自由弯曲机上成形不同的弯曲半径R的零件，测试出不同半径R对应的不同偏心距U，并绘制出实际的U-R曲线；步骤2：通过得到实际的U-R曲线对U-R数学公式进行修正，使U-R数学公式更接近实际弯曲成形；步骤3：通过实验得到的U-R曲线对理论的U-R数学公式进行修正，从而推导出精确的弯曲模中心至导向机构前端的距离A值；步骤4：计算出弯曲半径R、弯曲模运动速度u、弯曲段弧长S和弯曲时间t；步骤5：将参数输入三维自由弯曲成形设备，精确地三维自由弯曲成形。在本实施例中，U-R数学公式，如下式所示：其中：U-R数学公式体现了管材Z向送料速度和弯曲模运动的偏心距U之间的匹配关系，U-R数学公式得到实际的U-R曲线对U-R数学公式进行修正，使U-R数学公式更接近实际弯曲成形，通过实验得到的U-R曲线对理论的U-R数学公式进行修正，从而推导出精确的弯曲模中心至导向机构前端的距离A值。在本实施例中，通过推导出的弯曲模中心至导向机构前端的距离A值，计算出弯曲半径R、弯曲模运动速度u、弯曲段弧长S和弯曲时间t，上述参数输入三维自由弯曲成形设备成形出高精度零件，U-R曲线是在特定弯曲成形条件下确定的，特定弯曲成形条件包括材料与模具的摩擦系数f、材料截面直径D、材料与模具的间隙值z以及材料属性。实施例1本实施例中所采用的6061-T6铝合金管材规格为外径15mm，壁厚2mm。本实施例提供的一种提高三维空心构件成形精度的工艺优化方法，具体包括如下步骤：步骤1：在成形过程中，设置弯曲模运动的偏心距大小分别为4.68mm、5.2mm、5.5mm、5.85mm、6.7mm、7.87mm、8.63mm、9.57mm，保持管材与设备成形部位的润滑状况恒定，弯曲模中心和导向机构前端之间的距离为22.5mm，管材与模具之间的间隙为0.1mm，设定推进速度为20mm/s。管材弯曲半径R与偏心距U之间的关系曲线如图2所示。从图2可以看出，随着弯曲模偏心距的增大，管材的弯曲半径逐渐减小，并且减小的幅度随偏心距的增大逐渐减小；步骤2：为了更好的描述U与R的关系，做出偏心距U与弯曲曲率1/R关系如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高三维空心构件成形精度的工艺优化方法，其特征在于，采用优化确定弯曲模中心至导向机构前端的距离A值的方法，来提高弯曲模中心至导向机构前端的距离A值的精度，进而提高三维自由弯曲成形的精度，具体的，在三维自由弯曲机上成形不同弯曲半径为R的零件，测试出不同半径R对应的不同偏心距U，并绘制出实际U‑R曲线，得到实际的弯曲半径R与偏心距U之间的对应关系，通过得到的实际U‑R曲线关系对U‑R数学公式进行修正，使U‑R数学公式更接近实际弯曲成形。

【技术特征摘要】
1.一种提高三维空心构件成形精度的工艺优化方法，其特征在于，采用优化确定弯曲模中心至导向机构前端的距离A值的方法，来提高弯曲模中心至导向机构前端的距离A值的精度，进而提高三维自由弯曲成形的精度，具体的，在三维自由弯曲机上成形不同弯曲半径为R的零件，测试出不同半径R对应的不同偏心距U，并绘制出实际U-R曲线，得到实际的弯曲半径R与偏心距U之间的对应关系，通过得到的实际U-R曲线关系对U-R数学公式进行修正，使U-R数学公式更接近实际弯曲成形。2.根据权利要求1所述的一种提高三维空心构件成形精度的工艺优化方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1：在三维自由弯曲机上成形不同的弯曲半径R的零件，测试出不同半径R对应的不同偏心距U，并绘制出实际的U-R曲线；步骤2：通过得到实际的U-R曲线对U-R数学公式进行修正，使U-R数学公式更接近实际弯曲成形；步骤3：通过实验得到的U-R曲线对理论的U-R数学公式进行修正，从而推导出精确的弯曲模中心至导向机构前端的距离A值；步骤4：计算出弯曲半径R、弯曲模运动速度u、弯曲段弧长S和弯曲时间t；步骤5：将参数输入三维自由弯曲成形设备，精确地三维自由弯曲成形。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐勇，葛鑫，胥志高，骆敏舟，杨晨，赵永好，
申请(专利权)人：南京航威智造科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32