金属板材数控渐进成形加工轨迹交互修改及优化分析

金属加工机械的优化与改进金属加工机械在现代制造业中扮演着举足轻重的角色随着科技的进步和工业生产的需求，对金属加工机械的优化与改进成为了提高生产效率、降低成本、提升产品质量的关键本文将详细探讨金属加工机械的优化与改进的方法和策略1. 金属加工机械的现状金属加工机械在各种制造业中有着广泛的应用，包括切割、焊接、铸造、热处理等然而，传统的金属加工机械存在着诸多问题，如效率低下、能耗高、精度不足、维护困难等这些问题严重制约了生产效率和产品质量，也增加了生产成本2. 优化与改进的方法为了提高金属加工机械的性能和效率，可以从以下几个方面进行优化与改进：2.1 技术创新技术创新是提高金属加工机械性能的核心可以通过引进先进的技术和设备，或者自主研发新技术和新设备来实现例如，采用激光切割、数控加工、机器人焊接等技术，可以大大提高加工效率和加工精度2.2 工艺优化工艺优化是提高金属加工机械生产效率的重要手段可以通过优化加工工艺流程、改进加工参数、提高设备利用率等方式来实现例如，合理设置加工参数，可以提高加工速度和加工质量，减少加工时间和加工成本2.3 设备维护设备维护是保证金属加工机械正常运行和延长使用寿命的关键要定期进行设备检查、保养和维修，确保设备处于良好的工作状态同时，要加强对操作人员的培训，提高他们的操作技能和维护意识2.4 智能化升级智能化升级是金属加工机械发展的趋势可以通过引入智能化控制系统，实现设备的自动化、数字化和网络化，提高设备的智能水平和自主决策能力例如，采用智能监控系统，可以实时监测设备的工作状态和运行参数，及时发现和解决问题3. 优化与改进的策略为了实现金属加工机械的优化与改进，需要制定合理的策略3.1 加强研发投入加强研发投入是实现金属加工机械优化与改进的基础要加大对新技术、新设备研发的投入，提高研发能力和研发水平同时，要加强与高校、科研机构的合作，共同开展技术研究和人才培养3.2 提高人员素质提高人员素质是实现金属加工机械优化与改进的关键要加强操作人员和技术人员的培训，提高他们的专业技能和综合素质同时，要注重人才引进和人才激励，吸引更多的高素质人才加入3.3 加强质量管理加强质量管理是实现金属加工机械优化与改进的保障要建立完善的质量管理体系，加强质量检测和质量控制，确保产品的质量和性能同时，要积极采用国际标准和先进技术，提高产品的竞争力和市场占有率4. 总结金属加工机械的优化与改进是提高生产效率、降低成本、提升产品质量的重要手段通过技术创新、工艺优化、设备维护和智能化升级等方法和策略，可以实现金属加工机械的性能提升和效率提高同时，要加强研发投入、提高人员素质和加强质量管理，为金属加工机械的优化与改进提供有力支持金属加工机械的智能化与绿色化改进随着科技的飞速发展，制造业对金属加工机械的要求也越来越高智能化与绿色化已成为金属加工机械发展的两大趋势本文将探讨金属加工机械的智能化与绿色化改进措施，以提高生产效率、降低成本、减少能耗和污染1. 金属加工机械智能化改进智能化改进是金属加工机械发展的重要方向通过引入智能化技术，可以提高金属加工机械的自动化程度、加工精度和可靠性1.1 智能控制系统智能控制系统是金属加工机械智能化的核心通过采用先进的控制算法和传感器，实现对加工过程的实时监控和自动调节，从而提高加工质量和效率例如，采用模糊控制算法和压力传感器，可以实现金属切削过程中刀具的压力自动调节，提高加工质量和刀具寿命1.2 应用技术在金属加工机械中的应用也越来越广泛通过采用机器学习和深度学习算法，可以实现对加工数据的智能分析和优化例如，采用机器学习算法，可以对金属加工过程中的参数进行优化，提高加工质量和效率1.3 机器人应用机器人在金属加工机械中的应用也越来越多通过引入机器人，可以实现金属加工过程的自动化，提高生产效率和加工质量例如，采用焊接机器人，可以实现焊接过程的自动化，提高焊接质量和效率2. 金属加工机械绿色化改进绿色化改进是金属加工机械发展的另一大趋势通过改进设备和工艺，降低能耗和污染，实现可持续发展2.1 节能技术应用节能技术在金属加工机械中的应用具有重要意义通过采用高效电机、变频器和节能控制系统，可以降低能耗，减少对环境的影响例如，采用变频器控制金属切割机的电机转速，可以实现节能效果2.2 环保材料应用在金属加工过程中，采用环保材料可以减少污染例如，采用无毒、无害的润滑剂和冷却液，可以减少对环境和人体的影响2.3 工艺改进工艺改进是实现金属加工机械绿色化的关键通过优化加工工艺，降低能耗和污染例如，采用低温切削技术，可以降低切削过程中的温度，减少能耗和污染3. 优化与改进的策略为了实现金属加工机械的智能化与绿色化改进，需要制定合理的策略3.1 政策支持政府应加大对金属加工机械智能化与绿色化改进的政策支持例如，提供研发资金、税收优惠等政策，鼓励企业进行智能化与绿色化改造3.2 企业投入企业应加大投入，进行金属加工机械的智能化与绿色化改造通过投资新技术、新设备，提高生产效率，降低成本3.3 人才培养人才培养是实现金属加工机械智能化与绿色化改进的关键企业应加强与高校、科研机构的合作，共同培养专业技术人才4. 总结金属加工机械的智能化与绿色化改进是提高生产效率、降低成本、减少能耗和污染的重要手段通过引入智能化技术和绿色化工艺，可以实现金属加工机械的性能提升和可持续发展同时，政府、企业和人才培养等方面的支持也是实现金属加工机械智能化与绿色化改进的关键应用场合智能化改进应用场合1.自动化生产线：在自动化生产线中，智能化的金属加工机械可以实现工件的自动上下料、自动加工、自动检测等功能，大大提高生产效率2.复杂零件加工：对于形状复杂、加工精度要求高的零件，采用智能化金属加工机械可以通过优化加工参数和工艺，提高加工精度和质量3.远程监控与维护：在远程监控系统中，智能化金属加工机械可以通过网络实现数据的实时传输，便于工程师进行远程监控和维护4.故障预测与自适应：通过收集和分析金属加工机械的运行数据，可以预测设备可能出现的故障，并自动调整加工参数，保证加工过程的稳定绿色化改进应用场合1.节能减排：在需要大量使用金属加工机械的场合，如大型制造业工厂，采用绿色化改进的金属加工机械可以降低能耗，减少废气排放2.环保要求严格的场合：在环保法规严格的地区或行业，采用绿色化金属加工机械可以满足环保要求，避免因违反规定而产生的罚款或停工3.可持续发展战略：对于注重可持续发展的企业或组织，采用绿色化金属加工机械可以减少对环境的影响，提升企业形象注意事项智能化改进注意事项1.技术成熟度：在选择智能化金属加工机械时，应考虑相关技术的成熟度，避免选择尚处于研发阶段的技术2.数据安全：在实现智能化金属加工机械的过程中，应确保数据的安全性，防止数据泄露或被恶意利用3.人员培训：智能化金属加工机械需要操作人员具备一定的计算机和自动化知识，因此需要对人员进行相关培训绿色化改进注意事项1.成本效益分析：在进行绿色化改进时，应进行详细的成本效益分析，确保投入产出比合理2.兼容性：在引入绿色化技术和设备时，应考虑与现有设备和工艺的兼容性，避免因技术不兼容而导致设备闲置3.法规遵守：在进行绿色化改进时，应确保符合当地的法律法规要求，避免因违反规定而受到处罚4.持续改进：绿色化是一个持续的过程，企业应不断收集反馈信息，对金属加工机械进行持续的改进总结而言，金属加工机械的智能化与绿色化改进应根据具体的应用场合和需求来进行，同时要注意相关的事项，确保改进措施的有效性和可行性通过智能化与绿色化改进，金属加工机械能够更好地满足现代制造业的需求，提高生产效率，降低成本，减少能耗和污染，推动制造业的可持续发展。

金属板料单点渐进成形变形控制策略张国新1，戴京东2（1无锡科技职业学院中德机电学院，无锡214000；2 澳富特精密快速成形科技有限公司，无锡214000）摘要：为了有效控制金属板料单点渐进成形变形，根据成形件结构，分析其成形变形机理，提出了有效控制变形措施：采用打钉限位法，可有效控制由于后续成形力作用而产生的变形；采用局部刚性支撑结构，可实现小曲率区域完全塑性成形；采用过矫正成形法，可控制板料成形的局部回弹；优化成形件结构，可减少板料成形时的回弹量；利用加工硬化原理，可控制平坦曲面成形时的回弹；通过去应力退火，可提高板料成形塑性又可消除板料成形时内应力；采用分层等高成形法编制成形程序，可有效控制双峰制件的结构成形时的变形。

通过生产实践验证，这些措施有效可靠，对板料单点渐进成形技术的广泛应用与实际生产具有较强的适用价值。

关键词：板料成形；单点渐进成形；变形控制；回弹中图分类号：TG306Sheet metal incremental forming a single point deformation control strategyZHANG Guo-xin 1，DAI Jing-dong2(1 Sino-German College of mechanical and electrical ，Wuxi college of Science and Technolog ,JiangSu Wuxi 214000, China；2 AFTTECH Co. Ltd, JiangSu Wuxi 214000, China) Abstract ：In order to effectively control sheet metal incremental forming single point deformation, this paper analyzes its forming deformation mechanism and puts forward some effective measures to control deformation.1)The nailing limit method can effectively control the following-up forming force and deformation of role. 2)The partial rigid support structure can realize complete plastic forming in small curvature area.3)The overcorrection forming method can control the sheet metal forming local rebound.4) Forming structure Optimization can reduce the sheet metal spring- back.5) The work-harden principle can control surface spring-back on flat surface. 6)Stress relieving improves the plastic sheet metal forming and can eliminate sheet metal forming stress.7)The accordant layered forming method can effectively control the structure distortion of petronas doublet. These measures are proved effective and reliable in production. It can be widely applied in sheet metal single point incremental forming process and actual production.Key words：sheet forming；single-point incremental forming；Deformation control；springback；引言金属板材单点数控渐进成形技术就是一种先进的柔性加工工艺。

金属板材的数控单点渐进成形技术
华中理工大学 莫健华
本次深圳培训班讲课的亮点在于金属板材的数控单点渐进成形技术。

该技术获得国家自然科学基金资助、科技部科技型中小企业创新基金的资助，并获得中国发明专利。

该技术是一种无模具成形方法。

其基本原理是引入快速成形制造技术“分层制造（Layered
Manufacturing ）”的思想，将复杂的三维数字模型沿高度方向分层，形成一系列断面二维数据，并根据这些断面轮廓数据，从顶层开始逐层对板材进行局部的塑性加工。

加工过程是：在计算机控制下，安装在三轴联动的数控成形机床上的成形压头，先走到模型的顶部设定位置，即加工轨迹的起点，对板材压下设定的压下量，然后按照第一层断面轮廓，以走等高线的方式，对板材施行渐进塑性加工。

在模型顶部板材加工面形成第一层轮廓曲面后，成形压头再压下一个设定高度，沿第二层断面轮廓运动，并形成第二层轮廓曲面。

如此重复直到整个工件成形完毕（图1）。

这种成形技术很适合汽车新车型开发时，用于快速制造概念车的覆盖件。

也适合航空业中飞行器的开发和制造；其他壳形件的快速制造。

图2、3、4是用该技术加工的工件。

成形压头 加工轨迹 成形部分 板料
图1 汽车覆盖件的渐进成形模拟图
图2 汽车门外覆盖件 图3 工艺品 图4 汽车翼子板覆盖件。

金属板料渐进成形专利技术分析作者：易明军贾晓雪来源：《科学与技术》2018年第26期摘要：板材数字化渐进成形技术具有无需专用模具、可提高板材成形极限、可用于加工变形程度大、形状非常复杂的板材零件、易于实现板材成形自动化等特点，适用于小批量、多品种、难成形的钣金件加工。

本文通过对金属板料渐进成形的专利申请从申请年度分布、技术原创国分布、申请目标国分布进行了分析，并列出国外和国内的主要申请人，分析了金属板料渐进成形的技术演进过程，为熟悉的金属板料渐进成形提供一些参考。

关键词：渐进成形；增量成形；逐次成形一、渐进成形简介金属板材渐进成形是引入快速原型制造技术（rapid prototyping）的分层制造（layered manufacturing）的思想，将复杂的三维数字模型沿高度方向离散成许多断面层（即分解成一系列等高线层），并生成各等高线层面上的加工轨迹，成形工具在计算机控制下沿该等高线层面上的加工轨迹运动，使板材沿成形工具轨迹包络面逐次变形。

渐进成形包括两种方式，即正向成形（双点渐进成形TPIF）和反向成形（单点渐进成形SPIF），如图1、2所示，从图中可见，正向成形在与工具头相对的一侧设置有支撑模型，工具头对板料位于支承模与夹具之间的部分加压，同时夹具与工具头同向运动，从而在板料上形成凸起；而反向成形时，夹具固定不动，工具头对板料位于夹具之间的部分加压，从而在板料上形成凹腔。

负成形可以成形一些形状比较简单的零件，它不需要支撑模型，只需要简单的夹具，板料由夹具夹紧，然后成形工具头按设定好的程序实现分层加工，每加工一层，成形工具头便下降一定距离，进行第二层的加工，如此直至结束，在加工过程中夹具夹紧板料始终不动。

反向成形及板料成形角原理示意图如图1所示。

形状复杂的零件要用正向成形的方法。

在正向成形方法中，需要支撑模型，支撑模型的形状要与所成形的零件的形状一致，这种支撑模型与冲压成形中的模具有很大差别，支撑模型的精度要求不是很高，并且材料的选择比较灵活。

金属板材智能渐进成形关键技术及其应用
本项目为了克服难成形金属板材（如，AZ系列镁合金、TC系列钛合金等）室温成形性能较差、成形效率较低、成形质量较差等问题，提出了一种油浴辅助加热渐进成形新技术，将难成形金属板材的优异机械性能和渐进成形技术的先进性有机结合在一起，并对油浴辅助加热渐进成形新技术的微观成形机制、成形零件缺陷形态及其形成原因和解决措施、渐进成形工艺及渐进成形设备改进等多个方面进行了理论分析和实验研究。

该项目采用机器视觉技术和模糊识别处理技术实时监测并记录渐进成形过程中已经成形表面的变形情况，识别金属板材数控渐进成形零件的表面质量、尺寸误差、壁厚误差、破裂和回弹等缺陷状况，建立缺陷形态预估模型，提高成形零件质量。

该项目采用人工智能技术建立工艺参数修正及优化模型，动态在线规划工艺参数及刀具路径，优化工艺过程，缩短成形时间，提高成形效率。

该项目很好的解决了航空航天、交通运输及医疗器件等产业中单件、小批量个性化定制及产品开发试制中的高费用问题，并增加高端制造装备的科技附加值。

推广应用该项技术，能够在不增加设备投入的情况下，极大地提高难成形金属板材的成形性能、成形质量和成形效率，对促进渐进成形技术的进步和成形零部件生产制造都具有十分重大的现实意义。

基于计算机控制系统金属材料加工工艺成型分析摘要：随着我国经济发展迅速，金属材料加工行业逐渐扩大。

金属材料具有坚硬的质地和耐磨导热性好的特性，所以是很多机械零件加工的首选材料，但随着精密仪器的生产技术要求越来越高，对金属材料的加工和技术成型材料要求也逐渐提高，因此提出金属材料加工与控制成型技术探讨这一课题。

首先改变原有的金属材料切割工具，然后通过加入化学试剂减少金属材料加工的精度误差，对金属材料控制成型进行预设定。

最后完成金属材料控制成型智能化设计。

设计对比实验，实验结果表明此方法比传统方式切割金属材料速度更快，可以提高金属材料加工的加工效率。

关键词：计算机控制；金属材料；加工工艺；成型引言随着工业进程的逐步完善，我国机械制造行业取得了巨大的进步，与此同时，计算机技术的发展加快了机械设备自动化加工的进程。

金属材料在我国机械设备整件和零件制造中是不可缺少的一种材料，也是自动化加工常见的材料。

金属材料因可塑性较强，受热易成型，加工工艺简单，回收率较高，是一种备受机械制造行业青睐的加工原料，但同时金属材料也存在受热易发生形变、加工温度不好控制而导致零件生产误差过大的问题。

随着对材料种类的研究逐渐深入，一些人工制造的有机复合材料被研发出来，添加了金属单质和其他有机复合材料的材料，其可塑性、耐磨损性、硬度、抗形变性较金属单质均有了极大的提升，这进一步拓宽了机械设备制造可选材料的范围，为零件制造和机械加工工艺的发展奠定了物质基础。

1计算机控制系统计算机控制系统也被称为数字控制系统，是指以计算机为主并协助一些部件与被控制的对象所关联的自动化控制系统。

计算机控制系统是以计算机技术为基础并将控制理论与之结合所诞生的一门全新的科技，在农业、军事以及工业领域等范围应用较广。

随着计算机控制技术的不断发展、完善，以及科研人员对计算机技术的不断创新，计算机控制系统的设计理论与应用领域也越来越广。

计算机控制系统主要分别包含为软件与硬件两部分。

当 ΔZ=0.5 mm 时，选取的样本数为 4062 个，方 差为0.0128；在 ΔZ=1.0 mm 时，样本数为 4136 个，方
78
差 为0.0135， 因 此 ，ΔZ=0.5 mm 时 所 获 得 的 壁 厚 比
ΔZ=1.0 mm 时均匀。
一般地，根据几何关系，在下压量远小于球头直
径的情况下， 残余高度 H 与球头直径 D、 下压量
1.05
0.95
0.85
0.75 45°
0.65
0.55
30°
0.45 45 55
65 75 85 95 105 115 距零件中间距离 / mm
图 6 不同半顶角下厚度分布 Fig.6 Thickness distribution at different α
Hale Waihona Puke 图 7 是上述 30°和 45°圆 锥 台 在 样 点 处 的 等 效 塑性应变随时间的变化曲线。可知，所有曲线呈阶梯 状， 表明数控渐进成形工艺是靠板料局部塑性变形 累积来获得最终零件形状的过程， 也是其提高板料
压板 工具头
托板
板料 支撑
图 1 有限元模型 Fig.1 The FEM model
模 型 中 板 料 是 400 mm × 400 mm × 1 mm 的 DC56 钢板，用 Mises 屈服准则描述，其中流动 应力
76
Hot Working Technology 2011 , Vol.40 , No. 15
Fig.7 Strain histories of samples at different nodes
成形极限的原因。 除等效塑性应变在圆角 A 点处基 本 相 同 外 ，30°圆 锥 台 的 等 效 塑 性 应 变 最 大 值 在 另 外 三点处均大于 45°圆锥台， 说明半顶角对零件壁厚 有极大影响。 2.2 不同工具头直径对板材变形分布的影响

（３）该技术是对板材局部加压，变形连续积累而达到整体成形，具有变形工艺力小，设备小，投资少；近似于静压力、振动小、噪音低，可以成形其他技术无法成形的零件。

（４）易于实现自动化，三维造型，工艺规划，成形过程模拟、成形过程控制等过程全部采用计算机技术，实现ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ一体化生产，是一项很有发展前途的先进制造技术。

但到目前为止该技术还限于实验室研究阶段，而且大多数仅限于研究轴对称零件，零件形状简单，有关基础理论的研究还没有展开。

日本的ＡＭＩＮＯ公司制造出样机，但缺乏相应的成形基础研究，缺乏基于成形理论的控制软件。

除了同本（和我国华中科技大学）有少量报道［”】，国内外还没有作广泛研究。

图１．２日本ＡＭＩＮｏ公司所开发的一种样机圈１．３数字化无模渐进成形加工的薄壳类样件目前国内华中科技大学快速成形中心也已经开发出样机，如图１．４所示，１．４板材单点渐进成形样机图１．５成形的样梓ＡＮＳＹＳ／Ｌ￥＿ＤＹＮＡ是全缴界范围连最知名的有限元显式求解程序。

程序翼：发的最初稿的是为北约组级的武器结构设计、防护结构服务，是该组织的ＰｕｂｌｉｃＤｏｍａｉｎ程序，后来巍驶化后广泛传揆剔世爨各地的研究机构和大学。

从理论肇口算法蕊言，ＬＳＤＹＮＡ怒嗣前所有的显式求解程序的弊租和理论基础。

经过多年豹发展，ＬＳＤＹＮＡ已经成为功能最丰寓、应用领域最广、全球用户最多的有限元显式求勰程序。

ＡＮＳＹＳ／Ｌ￥ＤＹＮＡｔ２７１１２８］ｆ２９】的应用领域是：各种爆炸过程仿真、高速弹丸对板靶的穿翠模拟、离速碰潼模拟（如飞机、汽车、火车、船舶碰撞事故簪｝起的结构动力响应和破坏）、乘客的安全性分析（保护气囊与假人的相互作用，安全惜的可靠性分析）、零件制造（冲逶、锻压、铸造、挤压、礼制、越塑性成形等）、机械部件的运动分析、建筑物的地震设计、罐状容器的设计、生物医学工程等这些高度非线性复杂瞬态动力学闯题。

·高发非线性瞬态动力分析高速大整碰撞分辑·复杂运动学分析爨１。

关键词：金属板料数控渐进成形技术；无模成形；应用
引言 自社会进入工业化时代以来，传统的小规模生产技术已无 法满足现今社会大批量生产的要求。面对现今竞争激烈的工业 化社会，各行业为达到大批量高速率的生产要求，不得不从其 生产技术上加以改进。是以，金属板料数控渐进成形技术正是 在这样时间紧凑的时代中被诞生，且随着这几年的发展，这项 技术已被广泛应用于各行业产品生产工作中，并为各个领域提 供了极快的生产速率。 一、金属板料数控渐进成形技术的定义 由实际应用效果可见，金属板料数控渐进成形技术是一项 无模成形的新型生产技术。这项技术主要利用的是将零件的信 息转换生成代码后，再以生产核心机器发布指令给下层机器的 方式进行产品生产的，其整个生产过程无需用到产品生产的模 型用具，从很大程度上提高了工业生产的效率，全面符合大规 模生产的标准。且这项技术通过计算机技术控制成形工具头对 生产材料进行加工，其还有一大好处，便是利用这种技术生产 产品时，不会限制产品的结构与外形，是一种将生产技术与产 品设计融为一体的快速生产方式。 二、金属板料数控渐进成形技术的生产方式 从其系统结构分析，可以发现数控渐进成形系统主要由工 具头、向导装置、托板、夹具与主体这几个部分构成，且其生 产的方式包括正负两种形式。在利用数控渐进成形设备生产产 品时，可以根据产品的难易度对其进行划分，并选择不同的形 式生产该产品。针对所生产的产品结构较为简单时，则采取负 成形加工的方式生产产品，这种形式是利用生产工具头从板料 内层向外层进行形状塑造的，其首先将材料的外边线利用压脚 压住，再由生产工具头从其边线往里作业，最终塑造出所生产 的产品外形。而面对产品结构较为复杂时，该系统则采取正成 形加工的方式，这种方式塑造产品外形时的工作步骤与负成形 的方式有所不同，其是利用夹具将材料固定，再由工具头延上 下的方向进行成形工作的。如此一来，则可以打破以往外形过 难无法塑造的技术限制，并节省了产品磨具打造的时间，提高 了产品加工厂的生产效率，从而促进了我国工业生产经济利益 的提升。 三、金属板料数控渐进成形技术的优势 根据实际应用效果分析可以见得，这项技术与以往的生产 技术相比，其拥有以下几点优势：(1) 数控渐进成形技术具有自 动化生产的能力，与以往生产技术相比，该技术突破了以往需 要人力操作机器的生产方式，其利用计算机技术将产品外形设

数控加工程序优化方案一、引言随着制造业的发展，数控加工技术在工业生产中的应用越来越广泛。

数控加工程序的优化对于提高加工效率、降低成本以及提高产品质量具有非常重要的意义。

本文将深入探讨数控加工程序优化的方案，以及如何通过优化程序来实现加工效率的提升。

二、数控加工程序的优化目标1. 提高加工效率：通过对数控加工程序进行优化，可以降低加工时间，提高生产效率。

2. 降低生产成本：通过优化加工程序，可以减少浪费和损耗，降低生产成本。

3. 提高产品质量：优化加工程序可以提高加工精度和表面质量，从而提高产品的质量。

4. 提高设备利用率：优化加工程序可以更好地利用设备资源，提高设备的利用率，减少设备闲置时间。

三、数控加工程序的优化方案1. 加工路径优化加工路径是数控加工中非常重要的一个环节，它直接影响加工的效率和质量。

在进行加工路径优化时，需要考虑以下几个方面：（1）减少切削次数：通过合理调整切削路径和切削深度，可以减少切削次数，从而提高加工效率。

（2）避免空载行程：空载行程是指刀具在空中移动而没有进行切削的过程，这种行程会浪费时间和能源，因此需要尽量避免。

（3）优化进给速度：根据不同的材料和工艺要求，合理调整进给速度可以提高切削效率。

（4）减少切削力和切削温度：通过合理调整切削参数，可以减少切削力和切削温度，从而提高刀具的寿命和加工质量。

2. 刀具路径优化刀具路径是指刀具在加工过程中的移动轨迹，刀具路径的优化对于提高加工效率和质量非常重要。

在进行刀具路径优化时，需要考虑以下几个方面：（1）减少空载移动：同样需要避免刀具在空中移动而没有进行切削的情况，从而减少时间和能源的浪费。

（2）合理选择刀具：根据加工零件的形状和材料特性，选择合适的刀具类型和参数，可以提高切削效率和质量。

（3）避免重切：在刀具路径规划中，需要避免重复切削同一部分材料，以减少切削次数和提高刀具寿命。

3. 加工参数优化加工参数的优化对于提高加工效率和质量也具有非常重要的意义。

学术研讨127在现阶段的板材加工技术中，无模成形技术得到了广泛重视，应用也越来越普遍，这种加工成形技术是对于传统模具成形技术的升级，渐进成形技术更加适用于小批量、多品种的工件加工，对于一些行业的多样化零件需要能够提供个性化的服务。

目前金属板材的单点渐进成形技术应用中还有一些不足和问题，针对实际加工中的工艺参数的选择，对于成形加工中的破製问题的避免，这些都需要解决，在相关的物理实验中，一般很难直接获取成形加工中相应的压应力、应变力等数据，多是通过间接测量来掌握一些局部数据的，无法为渐进加工过程提供精准的数据参考和变形机理，对此尝试通过使用有限元数值模拟来实现，能够有效解决这一问题，将其应用到渐进成形机理的研究中，能够对于板材成形工艺效果进行有效提升。

金属板材单点渐进成形数值模拟及机理探讨◊池州职业技术学院孙亮罗佳1金属板材单点渐进成形原理金属板材的渐迸换主要是通过将分层制造以及快速原型制造技术结合起来，通过在三维立体模型中按照一定的高度以及方向离散成多个断面层，形成不同等高线层面的具体加工轨迹，在相关的翊工具辅助下，按照等高线层面上加工轨迹运动，确保板材能够沿着腳工具轨迹进行逐渐变形，也就是通过工具头的运动的包络面来替换传统模具的型面，实现对于金属板材的逐次局部变形，最后将板材冲压程序要的工件形态的过程。

这板材加工技术通过对于代加工金属板材进行固定，利用夹具来固定代加工板材的位置，也可以葩使用馳圈将板材上下部位压紧，相应的压边圈也可以按照实际的成形需要来对于板材进行上下移动，再将设备和代加工部件固定在三轴数控机床中，在 成形加工的过程中，机床按照设定好的编程进行成形轨迹生成和加工，工具头沿着等高线的行加逸动，根据首层截面轮廓的成形轨迹来设置相关指令，针对飯板材《^塑性加抄作，强成首层截面加工后，将工具头沿着轴的方向进行下压，继续进行下一层的截面轮廓成形轨迹加工，重复上述的操作过程，最终完成曲加工任务。

金属板料数控渐进成形机床设计孔波;周燕飞;高霖【摘要】This paper introduces the principles and classification of increase forming of sheet metal; then the major mechanical structure design of a small-sized CNC incremental forming machine is also introduced, such as the overall layout, server-feed system and raising platform. The machine can meet the requirements in scientific research and teaching application, and is helpful to improve the students' knowledge of CNC incremental forming machine.%首先介绍了金属板料渐进成形技术的原理和分类；然后介绍了一种小型金属板料数控渐进成形机床的总体布局、伺服进给系统以及升降台部件等主要机械结构设计.该机床能够满足科研以及教学上的使用要求,有利于提高学生对金属板料数控渐进成形机床的认识.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】4页(P69-72)【关键词】渐进成形;机床结构设计;升降台【作者】孔波;周燕飞;高霖【作者单位】南京航空航天大学机电学院,江苏南京 210016【正文语种】中文【中图分类】TG659金属板料渐进成形技术属于先进制造技术，是顺应现代制造业所要求的快速、低成本、柔性等技术趋势而产生的［1］。

该技术可以直接应用于汽车工业、航空航天飞行器、医疗器具、家居装饰品、厨房用具、洁具、工艺美术品等产品的制造上［2］，具有广阔的应用前景。

金属加工中的数控加工工艺改进随着科技的不断进步，数控加工技术在金属加工领域中得到了广泛的应用。

数控加工工艺的改进和优化对于提高产品质量、提高生产效率以及降低成本具有重要意义。

本文将探讨金属加工中数控加工工艺的改进和优化方面的一些关键问题。

一. 数控加工工艺的现状分析在金属加工领域，数控加工工艺已经成为主流。

然而，目前仍存在一些问题。

首先，机床精度不高，影响了加工的精度和质量。

其次，工艺参数设置不合理，导致了加工效率低下。

此外，刀具的选择和刀具磨损等问题也需要解决。

二. 精度提升的技术改进为了提高数控加工的精度，可以采取以下几种技术改进措施。

首先，改进机床的结构和传动系统，提高机床的刚性和稳定性。

其次，采用更加精密的测量设备对加工过程进行监测和控制，及时调整工艺参数。

此外，可以采用先进的磨削技术提高刀具的精度和寿命。

三. 提高加工效率的工艺优化为了提高数控加工的效率，需要进行工艺优化。

首先，通过合理的工艺规划和加工路径优化，减少空程时间和切削时间，提高生产效率。

其次，根据原材料的特性和产品的要求，合理选择切削参数，减少切削力和切削温度。

此外，可以采用多工序同时进行的并行处理技术，提高生产效率。

四. 解决刀具选择和刀具磨损问题在数控加工中，刀具的选择和刀具磨损对于加工结果至关重要。

为了解决这个问题，可以从以下几个方面进行改进。

首先，选择合适的刀具材料和刀具形状，提高切削性能和寿命。

其次，采用刀具自动换刀系统，减少人工干预，提高生产效率。

此外，可以采用在线监测技术对刀具磨损进行实时监测，及时更换磨损严重的刀具。

五. 自动化技术的应用随着自动化技术的不断发展，其在数控加工中的应用也越来越广泛。

自动化技术可以提高加工的自动化程度和智能化水平，减少人工操作的干预。

例如，可以应用自动装卸料系统、自动化测量和检测系统、自动化控制系统等，实现数控加工的全自动化生产。

六. 增强人机交互界面为了提高数控加工的操作便捷性和人机交互性，可以改进人机交互界面。

金属板料数字化渐进成形工艺研究摘要：本文围绕板材数控单点渐进成形技术的工艺规划的一般原则的建立和加工轨迹优化方法。

主要内容包括基于理论分析和实践经验的一般性工艺规划和针对解决实际问题的加工轨迹优化处理。

关键词：数字化成形快速成形加工轨迹1 引言金属板材数控单点渐进成形技术是一种数字化的柔性加工技术，与传统的塑性成形技术相比，具有不需要设计、制造模具，小批量多品种加工板材零件的优点。

其柔性的特点决定了该项技术尤其适合于新产品开发阶段的板料零件成形，如日用品、汽车覆盖件、航天航空产品的研制阶段的工作，利用该技术可以大大缩短产品开发周期，降低开发成本和新产品开发的风险。

本文根据在加工过程中的一些实例，在UG软件进行使用方法的介绍，供同行们参考。

2 金属板料塑性成形技术的概述2.1 传统板料塑性成形技术金属板料通过塑性成形方法可以加工成各种零件，它们被应用于国民经济和日常生活的各个领域中。

例如汽车行业、航天航空、电机电器、食品包装、建筑等工业用品、家庭用品及家居装饰品、工艺美术品、医疗器械、家用电器等日常用品都大量使用金属板料塑性成形件。

传统的板料塑性成形技术的加工过程通常包括两个阶段。

第一阶段是模具的设计与制造阶段；第二阶段是采用模具的生产阶段。

这种加工方式的优点是，一旦模具设计制造成功后，可以大批量的生产需要的零件。

但是，因为在模具的设计制造过程中，需要反复的对模具进行修改，这样就表现出模具的设计、制造费用高、周期长，使板材零件的应用范围受到限制。

2.2 板料塑性无模成形技术二十一世纪是以知识经济和信息社会为特征的新时代，制造业正面临着空前严峻的挑战。

如何快速、低成本和高质量地开发出新产品，以满足信息社会中瞬息万变的市场对小批量多品种产品的要求，是企业生存和发展的关键。

传统的板料塑性成形技术已经不能够满足这种要求，市场经济要求提高成形的柔性。

提高塑性加工柔性的方法有两种途径”，一是从机器的运动功能上着手，例如多向多动压力机，快速换模系统及数控系统。

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文 章 编 号 ：６ ２ ０ ２ （ ０ ６） ３ ０ ８ — ４ １ ７ — １ １２ ０ ０ — ０ ８ ０
金属板材数控渐进成形加工轨迹交互修改及优化
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（ 中科技 大 学 塑 性成形 模拟 及模 具技 术 国家 重 点实验 室 ， 北 华 湖
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【 考文献 】 参
【】 唐荣锡． ｌ 飞机钣金工艺． 北京 ： 国防工业出版社， ８ ． １ ３ ９ 【】 吴诗淳． ２ 冲压工艺学． 西安 ： 西北工业大学出版社 ，９７ １８． 【】 李林业． ３ 弯管管壁减薄量的计算． 锻压机械 ，９ １２ （ ： ． １９ ， ６） ２ ６ １ 【】 王洪斌． ４ 钢管无 芯弯 曲及其 变形 的计算． 锻压技 术 ，９４， （ ） １８ ９ １ ：
① 成形压头 ② 已成形 部分 ③ 板材
④压板
⑥ 滑动导柱 ⑦ 支柱 ⑧ 工作 台 ⑨支撑模 型 当 的工艺 和轨 迹会 直 接导致 加 工失 败 。这里 主要 研
施 行 拖 动 修 改 ，从 而 绕过 返 回 Ｃ ＡＤ 模 型 修 改 的 步

万方数据２００９年第４３卷№５器手越来越多的被应用到数控渐进成形技术中，更好地实现了制造的柔性化与自动化【５】（如图２所示）。

图２工业机器手在数控渐进成形中的应用２．１金属板材单点渐进成形工艺及精度的研究成形工件尺寸精度不高是金属板材单点渐进成形技术难以得到广泛应用的主要原因【６，７｜，也是目前该技术国内外研究的热点，现行的大部分的成形工艺研究也正是围绕如何提高成形精度而展开。

由于成形力越小越有利于提高工件的成形精度，而成形力又随着步长、成形角、工具头半径和板材厚度的减少而减小，因此可以通过控制工艺参数达到提高成形精度的目的。

为得到确切的工艺参数与工件成形精度的关系，意大利的Ａｍｂｒｏｇｉｏ【８Ｊ通过调整工艺参数对工件进行多次试验成形，然后利用统计分析方法对试验数据进行分析总结，从而得到了工艺参数与工件尺寸精度的关系表达式。

但该方法适用范围有限，一般只适合于简单的零件，对于复杂零件很难找到工艺参数与工件尺寸精度的确切关系表达式。

另外，工艺参数中板材厚度的选定并不能只根据成形力的需要而随意更改，而其它工艺参数对成形力的影响并不显著，而且还会降低成形效率【７．９１。

工具头与板材接触区域附近不必要的塑性变形和回弹是成形件几何尺寸精度不高的主要原因№Ｊ。

为了获得良好的成形精度，一般希望在成形区（即板材与工具头接触的区域）内的金属板材具有较低的屈服强度和较好的延伸性，这样有益于板材在较小的成形力下加工成形，并且还能防止板材卸载后的回弹；但与此同时又希望在成形区域外的金属板材具有较高的屈服强度，这样有助于避免成形区外板材产生不必要的塑性变形，从而达到板材的准确成形。

对金属板材的上述两个要求看起来有些冲突，因为同一金属板材很难同时具备相互矛盾冲突的两９种属性。

通过改变装置可以达到提高成形区外材料刚度、并由此提高成形精度的目的，但该方法会降低工艺的柔性［１０］。

比利时的Ｄｕｆｌｏｕ［６，７］利用激光对板材成形区域进行局部动态加热，从时间和空间上改变材料性质，达到了减小成形区材料屈服强度的目的。

数控渐进成形与激光切割集成的板材件加工轨迹生成朱虎;井学勇;杨晓光【摘要】为实现切口板材件的五轴数控渐进成形与五轴激光切割的集成制造,提出一种基于Parasolid建模核心的五轴数控渐进成形与五轴激光切割集成的切口板材件加工轨迹生成算法及实现方法.给出了切口特征识别与提取、切口特征填补与曲面重建等算法;在研究曲线离散、曲面偏置等算法的基础上,考虑五轴数控渐进成形与五轴激光切割工艺的特点,给出了数控渐进成形刀位点、激光束半径补偿、挤压工具姿态和激光束姿态计算的方法;同时利用Parasolid建模核心和OpenGL完成了上述算法的系统实现.算法应用实例表明,依据该算法所开发的软件系统能够很好地实现上述功能,运行稳定可靠.【期刊名称】《计算机集成制造系统》【年(卷),期】2016(022)009【总页数】8页(P2145-2152)【关键词】板材件;渐进成形;激光切割;刀具轨迹;数控系统【作者】朱虎;井学勇;杨晓光【作者单位】沈阳航空航天大学机电工程学院,辽宁沈阳 110136;沈阳航空航天大学机电工程学院,辽宁沈阳 110136;沈阳航空航天大学机电工程学院,辽宁沈阳110136【正文语种】中文【中图分类】TG335.5金属板材数控渐进成形技术是使挤压工具沿着预先编制好的轨迹，围绕着待成形件的轮廓运动，逐点挤压板材、渐进地完成板材件成形的一种柔性的无模成形技术，可广泛应用于小批量多品种生产和样品试制，在航空、汽车等行业具有广泛的应用前景[1]。

而五轴三维激光切割因具有柔性高、切割质量好、效率高等优点，也广泛地应用于汽车、航空、造船等许多工业部门中金属板材件的高精度切割[2]。

切口板材件是指具有孔、槽等加工特征的钣金件，在航空、汽车、造船等领域中应用极广。

这些带有切口的板材件在成形加工时无法直接成形制造，需要将没有孔、槽等加工特征的基体件先成形之后，再对孔、槽等加工特征进行切割加工，进而完成整体板材件的成形制造。