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汽车大型覆盖件的数字化成形技术 08材料 何龙昆 0811112012 * * * * 一、汽车覆盖件成形方法的提出 二、数字化成形的概述与原理 三、数字化成形的优点和缺点 四、金属板料数字化成形系统 五、数字化成形加工路径的生成 六、结束语 目前，国际市场上每年都有大批新车型问世，如何快速、低成本和高质量地开发出新车，以满足瞬息万变的市场对小批量多品种产品的要求，是企业生存和发展的关键。 但传统工艺需要采用模具加工，而传统模具的设计和试制过程周期长，费用高，在很大程度上影响了新产品的开发周期和成本。 数字化分层渐进成形法出现了！！！ 数字化成形的思路是将复杂的三维形状分解成一系列二维层，并在二维层上进行塑性加工，实现了设计与制造一体化的柔性快速制造。 其加工基本原理，将被加工板料置于一个通用模芯上，在板料四周用压板夹紧材料，该压板可沿导柱上下滑动。加工时，将该装置固定在三轴联动的数控成形机上，根据工件形状几何信息，控制一个工具头以走等高线的方式，将板料逐步压靠在模芯上，使板料逐步成形为所需工件。 图 金属板料渐进成形原理图 a）固定装置； b）滑块装置 图 金属板料渐进成形途中照片 数字化渐进成形的技术特点是无须一一对应的模具，零件的结构和形状也相应不受约束。因而极大地降低了新产品开发的周期和成本。所以对于飞机、卫星等多品种小批量的产品以及汽车新型样车试制、家用电器等新产品的开发，都具有潜在的经济价值，而且该方法所能成形的零件复杂程度比传统成形工艺高。 研究证明，用渐进成形的方法比一次拉伸成形的传统工艺有更高的伸长率，可加工出复杂曲面的拉伸件，加工精度和表面质量均较好。不仅可加工汽车覆盖件，还可加工那些用传统工艺加工不出来的具有复杂曲面的工件。 图 用数字化渐进成形法得到的工件 目前数字化渐进成形技术还仅限于实验室研究阶段。其存在的主要问题是：1)成形零件的尺寸精度差，其曲率半径受到工具球头半径的限制，不能很小，而且划痕严重，表面质量较差。(2)由于丁具压头在板材上作干摩擦滑动，阻力大，易起皱和拉裂。(3)由于受到模芯的结构影响，成形零件的尺寸受到限制，不能太小。 为满足渐进成形工艺的要求，板料数控成形机必须配备三轴联动系统，即：平面X、Y 轴方向上的联动与垂直Z轴方向上的渐进运动。为了提高加工效率，X、Y 轴方向上应达到一定的速度。机身结构应有足够刚度。 板料数控成形机总体结构示意图 计算机控制成形工作头在X、Y、Z 三个方向联动。在同一个等高层时，成形工件头在X、Y 平面内作曲线运动（见上图），每加工完一层后，工具头沿Z 方向下降一个距离，接着加工下一层，如此循环反复直至工件最终成形。 * * *