传统的板料零件通常通过模具的凸、凹模作用获得所需形状。因为制造模具的成本很高,这种制造方法仅仅适合于大批量生产。为了满足用户产品多样化的要求,需要开发适合于小批量产品生产的新工艺。在过去几年开发的多种方法中,应用简单工具的板料数控渐进成形工艺的研究受到极大的关注。板料数控渐进成形工艺不需要专用的模具,是一种柔性的成形工艺,它根据板料零件的成形要求设计数控程序,然后通过数控机床的进给系统,成形工具按照一定的轨迹逐步地成形板料,直到得到需要的零件。可以通过修改产品的数字模型来调节成形工具的成形运动轨迹,达到改变成形零件的形状的目的。因此,它的成形周期短,产品更新快。这种工艺非常适合于小批量、多品种和复杂的板料产品。本文研究了金属板料数控渐进成形工艺的成形机理。通过对成形机理的实验研究,掌握金属板料数控渐进成形的变形规律,并且详细地分析了变形过程中应力、应变以及变形力的情况,得出了求解公式。通过网格实验和金相组织分析等方法验证了数控渐进成形过程主要是剪切变形过程。实验表明,影响数控渐进成形过程的主要工艺参数有:工具头球半径 r、成形半锥角α、减薄率、进给量、芯模和工具头之间的间隙、工具头进给速度和摩擦等等。本文作者全面分析了各种工艺参数的影响,以及这些工艺参数的选择与优化组合,研究表明,这是保证数控渐进成形成功的重要条件。成形机理的研究为指导数控渐进成形工艺用于实际生产提供了有力的理论依据。由于金属板料数控渐进成形工艺的变形是剪切变形,故其板料变形区厚度 t 、板料初始厚度 t0及半锥角α等三者的关系符合正弦定律,即 t = t0 sinα 。根据正弦定律,α接近于零时,板料成形部分的厚度接近于零。因此,难以一次成形直壁件。为了成形直壁件,作者采用多次成形逐次逼近的方法,渐渐地由锥形件加工成直壁件,即,首先,工具头通过斜路径把板料成形为锥形件,然后,通过多次工具头的倾斜角路径,使锥形面逐次逼近直面,最终成形直壁件。 I<WP=5>这种渐进成形过程中通常会出现破裂、起皱和回弹等缺陷,严重影响成形零件的质量。作者针对各种缺陷产生的原因,采取了不同的处理措施,取得了较好的效果。根据上述研究成果,本文作者提出了一种板料数控渐进成形工艺方案,并做了一些覆盖件和直壁件的加工实验,得到了理想的结果。