1.2 柔性板材漸進成形技術(shù)分類

板材漸進成形技術(shù)有多種分類方式，通?？梢苑譃閱吸c漸進成形（Single Point Incremental Forming，SPIF）和雙點漸進成形（Two Point Incremental Forming，TPIF），如圖1-1所示。單點漸進成形是指待成形板材下沒有模具支撐，又稱為無模漸進成形或正向漸進成形；雙點漸進成形是指待成形板材下放置整體或部分支撐模具，又稱為負向漸進成形。雙點漸進成形中的部分支撐又包括固定支撐成形、雙面成形和多點成形等形式。下面將對不同成形形式進行介紹。

1.單點漸進成形

單點漸進成形是指僅有一個工具頭對板材進行成形加工，且板料下沒有支撐模具的漸進成形方式，又稱為正向漸進成形。單點漸進成形如圖1-2所示，板材四周被壓邊圈和支撐板夾緊并被固定在專用夾具裝置上，夾具裝置固定在成形設(shè)備工作臺上，板材中部下方預(yù)留出空間以供板材變形。單點漸進成形一般用于加工形狀結(jié)構(gòu)比較簡單的零件，相較于雙點漸進成形形式，其加工精度略低，但是成本低、設(shè)計開發(fā)周期短。單點漸進成形時，工具頭按照預(yù)先設(shè)計的成形軌跡運動，分層逐步地對板材進行塑性加工，每層加工時成形工具由邊緣向中間區(qū)域擠壓板材，直至成形結(jié)束。單點漸進成形所需設(shè)備簡單，只需要可編程的三維運動機構(gòu)，如數(shù)控銑床、機器人手臂等。

2.雙點漸進成形

板材雙點漸進成形是指在成形過程中有兩個點被約束的成形形式。由圖1-3可以看出，板材的兩個約束分別來自上方工具頭和下方固定支撐模具，其中固定支撐模具可以是整體或部分支撐。整體支撐模具可以是圖1-3b所示的凸型也可以是凹形。漸進成形的支撐模具與沖壓成形中的模具有很大的區(qū)別，其精度要求不需要很高，并且由于成形力較小，在材料選擇上也非常靈活，可選擇較為經(jīng)濟的木材或高分子材料。雙點漸進成形的特點是成形加工時成形工具從支撐區(qū)域開始加工，板材四周被夾緊并可以上下移動，成形時應(yīng)保證板材四周低于成形工具頭并始終提供向下的拉伸力，這有助于提高材料的成形性能。雙點漸進成形的成形精度較單點漸進成形高，成形極限也得到了提高，但是準備周期稍長，對設(shè)備要求較高，需要具備可帶動板材上下移動的壓邊裝置。

若將板材下方的固定支撐改為可被數(shù)控編程運動的成形工具頭，雙點漸進成形就轉(zhuǎn)變?yōu)殡p面漸進成形，如圖1-4所示。兩個工具頭既可作為成形工具頭又可以作為移動支撐，其作用可根據(jù)當(dāng)前和下一步的成形形狀確定，通過控制兩個工具頭的協(xié)同運動，對板材進行成形加工。雙面漸進成形進一步增強了漸進成形工藝的靈活性，使板材可以從兩面進行擠壓成形，可以更高效地成形復(fù)雜三維板材件。雙面漸進成形避免了一些單面漸進成形的局限性，其顯著優(yōu)點是省去了制作支撐模具所需的時間和成本，但其成形設(shè)備相對復(fù)雜，對工具頭的實時控制精度要求較高。

基于多點模具的漸進成形過程如圖1-5所示。成形開始前，以離散的基本體群組成支撐模具型面，將板料放置于多點模具之上，板料周圍夾持于可以上下浮動的壓邊裝置之間。成形時，用數(shù)控加工設(shè)備控制成形工具，使其沿規(guī)劃好的軌跡逐漸將板料壓靠在多點模具上，并最終加工出目標形狀的成形件；同時，壓邊圈在液壓缸的作用下隨著板料進行移動，以確保被夾持板料上表面的高度與成形工具頭端部的高度保持一致。多點漸進成形的優(yōu)點在于只需要調(diào)整和改變多點模具的型面形狀，就可以通過控制成形工具頭運動軌跡加工出具有不同形狀的成形件，提高了成形精度和效率。但是，多點漸進成形對設(shè)備要求較高，每個支撐點高度都要求能夠精確控制。