三軸自由彎曲成形系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜彎曲構(gòu)件的數(shù)字化加工流程

什么是三維自由彎曲成形

三軸自由彎曲成形技術(shù)是近年來興起的一項(xiàng)新的復(fù)雜彎曲構(gòu)件成形技術(shù)，將多軸聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)與傳統(tǒng)管材彎曲成形技術(shù)相結(jié)合，能實(shí)現(xiàn)管材、型材、線材等構(gòu)件的自由彎曲成形。

三軸自由彎曲成形系統(tǒng)(freeform bending systems)主要由管材、彎曲模、球面軸承、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu) 5 部分組成。在管材自由彎曲成形過程中，送料機(jī)構(gòu)在 z 向電機(jī)的驅(qū)動(dòng)作用下，沿 z 向持續(xù)推動(dòng)管材從彎曲模中穿過，同時(shí)，球面軸承在 x 和 y 向電機(jī)的 驅(qū)動(dòng)作用下在 x 和 y 平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，球面軸承在 x 和 y 平面內(nèi)的平動(dòng)帶動(dòng)彎曲模在平動(dòng)的同時(shí)，繞著導(dǎo)向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)。彎曲模的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)使管材被彎曲成形。

彎曲內(nèi)表面受到的應(yīng)力整體處于下降趨勢；彎曲外表面、扭轉(zhuǎn)內(nèi)表面和扭轉(zhuǎn)外表面的等效應(yīng)力均呈整體上升趨勢；按逆時(shí)針方向，扭轉(zhuǎn)外表面、彎曲外表面及扭轉(zhuǎn)內(nèi)表面上的等效應(yīng)變分布均呈先下降再增高的趨勢。

三軸自由彎曲成形系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜彎曲構(gòu)件的高精度數(shù)字化加工流程

⑴軸線獲取。

軸線的準(zhǔn)確獲取是高精度數(shù)字化自由彎曲成形的前提，采用軟件根據(jù)復(fù)雜彎曲構(gòu)件的幾何構(gòu)型提取和擬合彎曲軸線及軸線上關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)，為后續(xù)工藝解析及對(duì)比分析步驟提供數(shù)模。

⑵工藝解析。

根據(jù)第一步中獲得的軸線點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行自由彎曲工藝解析，將數(shù)模的幾何信息轉(zhuǎn)化為自由彎曲工藝信息，獲得可直接輸入自由彎曲裝備的加工指令。

⑶成形試驗(yàn)。

輸入加工指令，開展復(fù)雜彎曲構(gòu)件成形試驗(yàn)。

⑷掃描檢測。

使用專業(yè)掃描測量設(shè)備獲得實(shí)際成形構(gòu)件的數(shù)模。

⑸對(duì)比分析。

圖片引用自： https://www.freeformtubebender.com/

在專業(yè)軟件中對(duì)比構(gòu)件原始數(shù)模和實(shí)際成形零件的數(shù)模，分析實(shí)際成形零件的彎曲精度及彎曲質(zhì)量，對(duì)于成形不滿足要求的構(gòu)件需反饋修改成形工藝參數(shù)。

總之

三維自由彎曲成形技術(shù)是塑性成形領(lǐng)域近年來的一項(xiàng)重要的技術(shù)創(chuàng)新，可實(shí)現(xiàn)管材、型材、線材精確無模連續(xù)彎曲成形，也十分適用于復(fù)雜空間形狀彎曲構(gòu)件或者彎曲半徑連續(xù)變化的復(fù)雜彎曲構(gòu)件。金屬復(fù)雜空間彎曲件廣泛應(yīng)用在航空航天、汽車、 艦船、石化、建筑以及其他民用工業(yè)等領(lǐng)域。