佛山市南海江泰裝飾材料有限公司

隨著三維多曲建筑外殼（雙曲鋁單板）的發(fā)展，數(shù)控設(shè)備已經(jīng)大量的運(yùn)用到加工生產(chǎn)中，如何提高數(shù)控設(shè)備的加工能力，開發(fā)數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域，成為工藝人員關(guān)心的熱點(diǎn)問(wèn)題之一，對(duì)于普通簡(jiǎn)單組件的加工，通過(guò)手工編程即可實(shí)現(xiàn)，而對(duì)于復(fù)雜曲面零件的加工，需要運(yùn)用先進(jìn)的CAM軟件制造技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

雙曲鋁單板拉深成形主要是利用金屬鋁材料的塑性，凸凹模之間的作用力來(lái)加工外殼件的一種方法。由于其操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)，能加工出其它方法難以加工或難以制造的形狀復(fù)雜的曲面零件，因而在飛行器、兵工、汽車、電器日常生活等方面應(yīng)用及其廣泛。由于曲面零件拉深容易產(chǎn)生起皺和破裂等缺陷，通常采用增加壓邊圈裝置，改變壓邊力大小來(lái)有效防止起皺和破裂，所以研究曲面拉深成形性能，尤其對(duì)成形過(guò)程中所施加壓邊力大小的研究仍是拉深成形中熱點(diǎn)之一。壓邊力的大小對(duì)拉深有很大的影響，壓邊力過(guò)大，會(huì)增加危險(xiǎn)截面處的拉應(yīng)力，導(dǎo)致變薄超差或拉裂破壞，壓邊力太小則防皺效果不好，因此合理選擇壓邊力的大小和加載關(guān)系顯得尤為重要。

壓邊力的加載拉深成形過(guò)程中施加壓邊力有三種加載模式。一種是定常壓邊力加載模式，是指在整個(gè)板料拉深成形中壓邊力的值不隨時(shí)間和行程而改變，其值是一個(gè)由經(jīng)驗(yàn)公式得到的常數(shù)。從加工過(guò)程中工藝的復(fù)雜度來(lái)看，如果零件能在定常壓邊力下順利成形，那么定常壓邊力就是其較優(yōu)壓邊力。但實(shí)踐說(shuō)明，對(duì)于復(fù)雜曲面零件而言，定常壓邊力加載可以成形零件的范圍很小。第二種是較限壓邊力加載，是指在板料拉深過(guò)程中壓邊力的值是使坯料不發(fā)生起皺、拉裂現(xiàn)象的非常大壓邊力。劉建華等通過(guò)理論分析結(jié)合試驗(yàn)研究，獲得了不拉裂條件下清理內(nèi)皺發(fā)生的較限壓邊力計(jì)算公式。法蘭臨界小壓邊力力公式，并驗(yàn)證了臨界壓邊力加載曲線的可行性以及節(jié)能性，厚度分布更加合理、均勻的優(yōu)點(diǎn)。雖然利用較限壓邊力可以有效地避免失穩(wěn)現(xiàn)象，但由于隨著拉深的進(jìn)行較限壓邊力是變化的，而且采用較限壓邊力加載很難控制，所以僅有于預(yù)測(cè)失穩(wěn)及理論研究。為此，為了獲得更好的尺寸精度、加工質(zhì)量以及較高的生產(chǎn)率，一些學(xué)者提出了第三種加載模式即變壓邊力加載模式，是指在板料拉深過(guò)程中隨時(shí)間或凸模行程合理地調(diào)整所施加壓邊力的大小。變壓邊力加載模式又分為漸增型、漸減型、∧型和∨型[。20世紀(jì)90年代Sim H.B.和Boyce M.C. 率先用有限元的方法對(duì)變壓邊力加載的拉深過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬試驗(yàn)，試驗(yàn)表明這種方法能有效舒緩起皺。雙曲鋁單板廠家進(jìn)行了板料的定常壓邊力和變壓邊力拉深試驗(yàn)，分析比較得出下降型的變壓邊力模式能夠提高錐形件的較限拉深高度，降低拉深過(guò)程中的成形力。利用Dynaform軟件，進(jìn)行了盒形件在整體壓邊圈和分塊壓邊圈分別在定壓邊力，以及漸增型、漸減型、∧型和∨型四種變壓邊力情況下的拉深成形進(jìn)行了研究，得出變壓邊力均可提高盒形件的成形較限，分塊壓邊圈下漸增型的加載模式可以是帶外凸圓弧的盒形件獲得較優(yōu)成形較限。利用數(shù)值模擬軟件，對(duì)高等02鋁合金板料進(jìn)行了隨時(shí)間變化和隨壓邊圈位置變化的變壓邊力拉深研究，得出采用先增后減的壓邊力可以顯著提高鋁合金板料的成形性能，施加壓邊力時(shí)，應(yīng)根據(jù)壓邊圈相對(duì)位置材料流入凹模速度和變形程度來(lái)確定各部分壓邊圈壓邊力的大小。利用數(shù)值模擬進(jìn)行各種加載方式的比較研究表明，采用變壓邊力加載相對(duì)于定常壓邊力加載大大改善了拉深成形性能，提高了拉深較限。為此，目前拉深復(fù)雜曲面零件大多采用變壓邊力加載方式。雙曲鋁單板廠家的操作工熟練掌握鈑金工藝技術(shù)是非常必要的，有利于鈑金件生產(chǎn)管理，是提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本的重要保證，是把雙曲鋁板價(jià)格從1500元/平方定格到450-800元/平方的可接受區(qū)間范圍的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。