【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及塑性加工，尤其涉及一种异形件旋压成形旋轮轨迹生成方法。
技术介绍
1、旋压成形是将金属板料固定在旋压机床的芯模上，由主轴带动芯模和板料旋转，旋轮沿着路径进给对板料施加压力并产生逐点连续的塑性变形，从而获得薄壁空心回转体零件的塑性加工方法，如图1所示。旋压成形已经发展成为现代塑性加工技术的一个重要分支，目前已成为薄壁回转体零件加工中需要优先考虑的一种成形工艺，与其他成形方法相比，具有加工工艺柔性好、设备简单、产品质量高、易实现产品轻量化和柔性化等一系列优点。常规旋压技术一般用于回转体空心零件的成形，异形件旋压则是最近几年才出现的新兴旋压成形技术，可用于非回转体的成形。由于非回转体零件的几何特点，非对称旋压成形过程中需要旋轮进行径向或轴向的往返运动，并且旋轮的位置需要与主轴旋转的角度相对应。
2、目前实现这种复杂的运动的方式为使用特殊机构使旋轮的运动与主轴的旋转相关联或使用恒压旋轮，旋压方法灵活性较差，针对零件形状的不同需要特定装置与模具，由于路径不能很好地控制精度，成形效果差。
技术实现思路
1、基于以上所述，本专利技术的目的在于提供一种异形件旋压成形旋轮轨迹生成方法，以解决目前的异形件旋轮路径不能精确控制，成形效果差的技术问题。
2、为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、提供一种异形件旋压成形旋轮轨迹生成方法，其包括：
4、根据待旋压的异形件的形状设计第一母线路径和第二母线路径，所述第一母线路径与待旋压件的上轮
5、根据芯模形状和任一母线路径，获取旋压过程中所述待旋压件上任一点所在的待旋压件截面方程；
6、根据旋轮的进给率，将所述第一母线路径和所述第二母线路径在轴向上平均分成多段，根据所述待旋压件截面方程，获取每段母线路径的端点处的坐标；
7、交替连接所述第一母线路径和所述第二母线路径上的所有所述连接点，构成理论轨迹线；
8、设定所述待旋压件的增量角，将所述理论轨迹线离散化形成一组离散的轨迹点，将所有所述轨迹点依次直线连接，形成旋轮轨迹。
9、优选地，所述旋轮的进给率和母线路径的段数n满足如下关系：
10、f＝(l1+l2)/2n；
11、式中，f为所述旋轮的进给率；
12、l1为第一母线路径；
13、l2为第二母线路径；
14、n为母线路径的段数。
15、优选地，所述根据芯模形状和任一母线路径，获取旋压过程中所述待旋压件上任一点所在的待旋压件截面方程，包括：
16、获取所述芯模在端面的截面形状方程xm(z0，θ)、所述芯模在尾部的截面形状方程xm(zn，θ)以及所述芯模在变化拐点处的截面形状方程xm(zk，θ)与xm(zk+1，θ)；
17、计算所述待旋压件当前截面所在轴向位置zi的比例系数μzi：
18、μzi＝(zi-zk)/(zk+1-zk) (1)；
19、计算轴向位置zi对应的芯模的截面形状xm(zi，θ)：
20、xm(zi，θ)＝xm(zk，θ)+μzi(xm(zk+1，θ)-xm(zk，θ)) (2)；
21、计算所述待旋压件当前截面所在径向位置xj的比例系数μxj：
22、μxj＝(xj-xm(zi，π))/(xb(π)-xm(zi，π)) (3)
23、其中，xb(θ)为成形过程中待旋压件原始外轮廓形状方程；
24、利用插值法计算所述待旋压件上任一点pκ(zi，xj)所在的待旋压件截面方程：
25、xj(zi，θ)＝xm(zi，θ)+μxj(xb(θ)-xm(zi，θ)) (4)。
26、优选地，所述设定所述待旋压件的增量角，将所述理论轨迹线离散化形成一组离散的轨迹点，将所有所述轨迹点依次直线连接，形成旋轮轨迹，包括：
27、获取所述第一母线路径及所述第二母线路径的各一段母线路径的端点坐标p0(z0，x0)，p′1(z′0，x′0)；
28、根据式(4)获取点p0与点p′1所在横截面方程x0(z0，θ)和x′1(z′1，θ)；
29、利用插值法计算轨迹p0p’1上设定离散点dτ的坐标dτ(zτ，xτ，θτ)：
30、μθ＝θi/π (5)
31、zi＝z0+μθ(z′1-z0) (6)
32、xi＝x0(z0，θ)+μθ(x′1(z′1，θ)-x0(z0，θ)) (7)
33、重复上述步骤，获取求出下一离散点坐标dτ+1(zτ+1，xτ+1，θτ+1)；
34、将所有离散的所述轨迹点依次直线连接，形成旋轮轨迹。
35、优选地，所述设定所述待旋压件的增量角，将所述理论轨迹线离散化形成一组离散的轨迹点，将所有所述轨迹点依次直线连接，形成旋轮轨迹，还可以采用如下方法：
36、获取所述第一母线路径及所述第二母线路径的各一段母线路径的端点坐标p0(z0，x0)，p′1(z′1，x′1)；
37、利用插值法计算轨迹p0p’1上设定离散点dτ的坐标dτ(zτ，xτ，θτ)：
38、μθ＝θi/π (5)
39、zi＝z0+μθ(z′1-z0) (6)
40、xi＝x0+μθ(x′1-x0) (8)
41、重复上述步骤，获取求出下一离散点坐标dτ+1(zτ+1，xτ+1，θτ+1)；
42、将所有离散的所述轨迹点依次直线连接，形成旋轮轨迹。
43、优选地，对于设定的增量角δθ，所述旋轮轨迹包含的轨迹点的总数为nd＝(360×n)/δθ。
44、本专利技术的有益效果为：
45、本专利技术提供的异形件旋压成形旋轮轨迹生成方法，通过该算法可以生成任意形状的旋压路径，实现数控机床上的异形件旋压，控制精度高，成型效果好，适用于偏心旋压、倾斜旋压、非圆截面旋压、多道次拉伸旋压、剪切旋压等异形件旋压，且该算法可以在cad或excel环境下开发相应的软件，从而实现异形件旋压旋轮轨迹的生成。
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1.一种异形件旋压成形旋轮轨迹生成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的异形件旋压成形旋轮轨迹生成方法，其特征在于，所述旋轮的进给率和母线路径的段数N满足如下关系：
3.根据权利要求1所述的异形件旋压成形旋轮轨迹生成方法，其特征在于，所述根据芯模形状和任一母线路径，获取旋压过程中所述待旋压件上任一点所在的待旋压件截面方程，包括：
4.根据权利要求3所述的异形件旋压成形旋轮轨迹生成方法，其特征在于，所述设定所述待旋压件的增量角，将所述理论轨迹线离散化形成一组离散的轨迹点，将所有所述轨迹点依次直线连接，形成旋轮轨迹，包括：
5.根据权利要求3所述的异形件旋压成形旋轮轨迹生成方法，其特征在于，所述设定所述待旋压件的增量角，将所述理论轨迹线离散化形成一组离散的轨迹点，将所有所述轨迹点依次直线连接，形成旋轮轨迹，还可以采用如下方法：
6.根据权利要求1所述的异形件旋压成形旋轮轨迹生成方法，其特征在于，对于设定的增量角Δθ，所述旋轮轨迹包含的轨迹点的总数为nd＝(360×N)/Δθ。
【技术特征摘要】
1.一种异形件旋压成形旋轮轨迹生成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的异形件旋压成形旋轮轨迹生成方法，其特征在于，所述旋轮的进给率和母线路径的段数n满足如下关系：
3.根据权利要求1所述的异形件旋压成形旋轮轨迹生成方法，其特征在于，所述根据芯模形状和任一母线路径，获取旋压过程中所述待旋压件上任一点所在的待旋压件截面方程，包括：
4.根据权利要求3所述的异形件旋压成形旋轮轨迹生成方法，其特征在于，所述设定所述待旋压件的增量角，...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖咏，任世勇，毕舒心，刘帅，王元正，张鸿健，邵彬，
申请(专利权)人：北京航天新立科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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