孟 磊，高 霖，史晓帆，张其龙，任云星

（南京航空航天大学 机电学院，江苏 南京 210016）

0 引言

长期以来，传统金属板料成形加工工艺如冲压，需要预先设计制造模具，而模具设计周期较长，成本较高，缺乏柔性，产品变化时就需要重新设计制造模具。然而，随着客户需求的变化，对单件、小批量钣金零件的需求日益增长，传统板料成形工艺难以满足这些要求。20世纪90年代，日本学者提出了金属板料数控渐进成形技术，满足了这方面的需求。该技术借助“分层制造”的思想，将数控铣床上的铣刀换成成形工具头，使其在数控系统的控制下按照预定轨迹运动，将零件逐层成形。此技术能够在无模具的情况下生产出形状极为复杂的钣金零件。但是，渐进成形制件的减薄率非常高，严重时会导致局部破裂，因此，如何预测破裂的发生并提出相应的避免方法，对该技术的发展意义重大［1，2］。

在以往的研究成果中，对渐进成形技术的成形极限性能进行过较为深入的研究。但是，在很多情况下，制件上的某些几何特征决定了其变形超过材料的成形极限，对此问题，目前尚无相关研究。借鉴冲压中调整冲压方向的方法调整渐进成形制件的空间摆放姿态，是一种简单易行的方法，不仅可以使避免破裂成为可能，还能尽可能地减小制件的减薄率，提高制件的使用性能。

1 数控渐进成形自动放样的基本思想

1.1 数控渐进成形技术中板料厚度的变化规律

数控渐进成形技术的实现方法如图1所示。……