【作 者】吳琦;孔建非;喻家俊;王會(huì)廷

　　板料數(shù)控漸進(jìn)成形技術(shù)[1]是一種新興的柔性無(wú)模成形技術(shù)。與傳統(tǒng)板料成形技術(shù)相比，漸進(jìn)成形技術(shù)引入了快速原型制造技術(shù)中的分層制造思想，在不使用模具的情況下將板料進(jìn)行三維成形，能充分發(fā)揮板料的成形性能，降低模具制造費(fèi)用，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，尤其在小批量生產(chǎn)中有巨大優(yōu)勢(shì)。因此，漸進(jìn)成形技術(shù)在航空領(lǐng)域、交通運(yùn)載、能源裝備和醫(yī)療等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用[2]。在漸進(jìn)成形中，數(shù)控程序控制工具頭進(jìn)行分層逐點(diǎn)成形，依靠累積的變形來(lái)獲得零件的最終形狀。其中壁厚不均勻和表面質(zhì)量差是成形件的重要缺陷，主要原因在于漸進(jìn)成形過(guò)程中，零件壁厚變化不均勻，存在回彈變形和減薄帶等問(wèn)題[3]，且工具頭和板料接觸發(fā)生相對(duì)摩擦，對(duì)板料表面質(zhì)量造成損壞。

　　漸進(jìn)成形的壁厚均勻性和表面質(zhì)量問(wèn)題已引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注，主要集中于工藝參數(shù)對(duì)其的影響。宋修成等[4]就預(yù)設(shè)殘余波峰高度和不同工具頭對(duì)應(yīng)的摩擦狀態(tài)對(duì)板料表面質(zhì)量進(jìn)行了研究，并針對(duì)AA1010板料獲得最佳的預(yù)設(shè)殘余波峰高度和摩擦狀態(tài)組合；孫皓亮等[5]研究了成形中的潤(rùn)滑方法、工具頭形狀、工具頭直徑、進(jìn)給量等參數(shù)對(duì)試件表面粗糙度的影響，結(jié)果表明優(yōu)化工藝參數(shù)可改善漸成形件的表面質(zhì)量，但改善效果有限；陳繼平等[6]通過(guò)對(duì)比分析錐形件在不同加工條件下的實(shí)測(cè)壁厚與正弦理論預(yù)測(cè)值，發(fā)現(xiàn)漸進(jìn)成形錐形件的壁厚會(huì)經(jīng)歷壁厚減薄、壁厚回升和壁厚穩(wěn)定三個(gè)階段；賈俐俐等[7]利用覆層漸進(jìn)成形技術(shù)使工具頭不與目標(biāo)板料接觸，有效改善了目標(biāo)板的表面質(zhì)量；Silva等[8]研究拼焊板的漸件成形工藝時(shí)，使用輔助板保護(hù)焊縫不受成形工具頭的影響，拼焊板的成形性能雖有輕微下降但表面質(zhì)量良好。成形件的表面質(zhì)量和壁厚均勻性是衡量成形件能否使用的重要標(biāo)準(zhǔn)，雙層板漸進(jìn)成形雖已實(shí)際應(yīng)用，但目前對(duì)雙層板漸進(jìn)成形還缺乏系統(tǒng)研究。鑒于此，文中以圓錐件為例，提出雙層板漸進(jìn)成形方法，分析輔助板對(duì)成形件表面粗糙度和壁厚均勻性的影響，并將成形件的壁厚與正弦定律的預(yù)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證雙層板漸進(jìn)成形方法的成形效果，以期加工出高質(zhì)量的成形件。

　　【結(jié) 論】

　　對(duì)5052鋁合金錐形件進(jìn)行單層板與雙層板漸進(jìn)成形實(shí)驗(yàn)，研究雙層板漸進(jìn)成形過(guò)程中輔助板厚度對(duì)成形件表面質(zhì)量和壁厚均勻性的影響，得到如下主要結(jié)論。

　　1) 與單層板漸進(jìn)成形方法相比，雙層板漸進(jìn)成形方法得到的成形件表面質(zhì)量較好。輔助板厚度為0.4 mm且目標(biāo)板厚度≥0.6 mm的條件下，雙層板漸進(jìn)成形件的表面粗糙度比單層板漸進(jìn)成形件低，且隨著目標(biāo)板厚度增加逐漸降低。

　　2) 輔助板厚度對(duì)成形件表面粗糙度影響很大。目標(biāo)板厚度為0.4 mm、輔助板厚度為0.2，0.4，0.6 mm時(shí)，隨著輔助板厚度的增加，成形件表面粗糙度逐漸降低。

　　3) 輔助板厚度對(duì)成形件壁厚均勻性有一定的影響，單層板與雙層板漸進(jìn)成形件的壁厚均低于正弦定律理論值，且雙層板漸進(jìn)成形件壁厚更接近正弦理論值，成形件壁厚均勻性好；與0.2，0.6 mm厚輔助板相比，0.4 mm厚輔助板的成形件“最小厚度”較大，壁厚均勻性較好。實(shí)際生產(chǎn)中選擇合適的輔助板厚度可改善成形件的壁厚均勻性。

　　以下為正文：