翻孔是一种常见的金属板料成形工艺,在薄壁件生产中有着广泛的应用。传统板材翻孔的主要方法是冲压成形,生产效率、材料利用率以及成形精度高,特别适合于大批量生产。但冲压模具设计制造周期长、加工维护成本高,特别是当产品稍微发生改变就需重新更换模具、缺乏柔性。随着人们生活水平不断提高,产品更新换代速度加快,基于传统冲压的翻孔工艺已难以适应新品开发、用户化定制等需求,迫切需要开发快速而高效的翻孔技术。渐进翻孔作为一种具有较大灵活性的柔性成形方法,目前已有一些实际应用。但现有研究主要针对沿周向母线等长的轴对称翻孔,变形相对简单,对于更一般的情况——即非轴对称的斜面翻孔——还缺乏深入认识,有必要开展相关研究以掌握其变形机理与规律,从而减少翻孔缺陷、确保成形质量。本文研究了薄板渐进斜面翻孔的变形行为及其影响因素,采用连续碾压和断续碾压两种不同的加工轨迹,从应力应变、厚度分布和成形力等方面对比了两者的成形结果;利用响应面法分析了连续碾压螺旋轨迹的螺距△Z、工具头直径d、倾斜角度θ对渐进轴向翻孔的形状尺寸精度的影响。主要结论如下:(1)渐进斜面轴向翻孔具有左、右对称,而上、下不对称的变形特征。在相同加工条件下,随着倾斜角度的增加,翻起孔端部沿着周向厚度减薄加快,沿孔周向0~90°部分厚度减薄相对缓慢,大于90°的部分减薄较快。倾斜角度越大,翻起孔端部的减薄速度越快。(2)分析翻孔的应力应变、厚度分布和成形力,可以发现连续碾压加工轨迹可以得到更加均匀的受力和变形,成形质量优于断续碾压方式。(3)预制孔形状、大小以及与模具的相对位置对渐进斜面翻孔结果影响很大;预制孔的大小及位置可以根据翻孔的径向展开尺度几何关系进行计算,初始形状可以假设为椭圆形,然后通过数值模拟进行优化。(4)由于渐进斜面翻孔的非轴对称性,各个位置的回弹大小也存在差异。其中,翻折角度越大的部位回弹越大,尺寸偏差也越大;工具头直径d、倾斜角度θ、螺旋轨迹螺距△Z是影响最大回弹角Δα的重要因素;通过响应面分析,发现对回弹的影响程度大小依次为:倾斜角度θ>工具头直径d>螺旋轨迹螺距△Z。