Improving geometrical accuracy for flanging by incremental sheet metal forming
Improving geometrical accuracy for flanging by incremental sheet metal forming
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通过渐进式金属板材成形提高翻边的几何精度
DOI：
10.1007/s12289-014-1182-y
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发表时间：
2015
影响因子：
2.4
通讯作者：
Bambach
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Voswinckel;Bambach
板材增量成形是一种个性化、小批量生产的制造技术。在这项技术提供的机会中，有可能在较短的启动时间内，通过使用单一的可重新配置的机器设置来覆盖整个金属板材零件的生产链。由于最近的发展证明了制造工业零件是可行的，因此翻边和修边等精加工操作变得越来越重要，它们是许多板材零件制造工艺链中不可或缺的一部分。本文分析了ISF进行翻边作业的工艺能力。由于成形区域的局部化和周围没有夹紧装置，ISF表现出与传统翻边工艺不同的材料流动。本文分析了刀具轨迹特性、法兰长度和法兰半径的影响，建立了工艺窗口，并将其与常规翻边的工艺极限进行了比较。由于ISF执行翻边操作时会出现几何偏差，因此开发了一种新的自适应压边机，该压边机作用于成形工具附近，减少了主要成形区外的不必要变形。实验结果表明了自适应压边机在几何精度方面的优势。因此，所建立的工艺窗口和自适应压边机有助于增量翻边操作的适用性，使得ISF可用于工艺链上的所有成形和翻边操作。
Incremental Sheet Forming (ISF) is a manufacturing technology for individualized and small batch production. Among the opportunities this technology provides there is the possibility of a short ramp-up time and to cover the whole production chain of sheet metal parts by using a single reconfigurable machine set-up. Since recent developments proved that manufacturing of industrial parts is feasible, finishing operations such as flanging and trimming gain importance, which are an integral part of manufacturing process chains of many sheet metal parts. This paper analyses the technological capabilities of performing flanging operations by ISF. Due to the localized forming zone and the absence of surrounding clamping devices, ISF exhibits a different material flow than conventional flanging processes. In this paper, the influence of the tool path characteristics, the flange length as well as the flange radius is analysed in order to establish a process window and to compare it to the process limits of conventional flanging operations. Since geometrical deviations occur when flanging operations are performed by ISF, a new adaptive blank holder is developed, which acts in the vicinity of the forming tool and reduces unwanted deformation outside the primary forming zone. The experimental results show the benefits of the adaptive blank holder with respect to geometric accuracy. The established process window and the adaptive blank holder hence contribute to the applicability of incremental flanging operations, such that ISF can be used for all forming and flanging operations along the process chain.
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H. Voswinckel;M. Bambach;G. Hirt