專利名稱：金屬板材數(shù)控逐次成形方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬板材的成形方法及其成形裝置，具體地是一種利用金屬塑性實現(xiàn)金屬板材快速成形的數(shù)控逐次成形方法及其裝置。
背景技術(shù)：
常規(guī)的金屬板材成形工藝是通過模具來實現(xiàn)的。這種方法加工效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，大批量生產(chǎn)時產(chǎn)品成本低廉。但是采用這種方法模具的設(shè)計、制造和調(diào)試周期較長，模具費(fèi)用較高，不適合產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計和小批量加工。隨著人們生活水平的不斷提高，社會對產(chǎn)品的要求日益多樣化，產(chǎn)品的生命周期變短，產(chǎn)品的更新加快，這就要求產(chǎn)品的設(shè)計不斷創(chuàng)新，要求產(chǎn)品的生產(chǎn)多品種、少批量。由此可見，常規(guī)的金屬板材成形工藝已經(jīng)不能滿足市場的這類需求。
發(fā)明內(nèi)容
為了彌補(bǔ)常規(guī)金屬板材成形工藝的不足，本發(fā)明提供一種金屬板材數(shù)控逐次成形方法及其裝置，無需使用模具就可以將金屬板材逐次成形為所需要的產(chǎn)品。
本發(fā)明的金屬板材的數(shù)控逐次成形方法，是使用球頭工具作為成形工具，將金屬板材的四周用夾具固定在數(shù)控機(jī)床的工作臺上，利用三維軟件根據(jù)產(chǎn)品外形生成的NC代碼控制球頭工具和工作臺做相對運(yùn)動，球頭工具對板材局部進(jìn)行逐次擠壓，使板材塑性變形逐次逼近產(chǎn)品的外形尺寸，使板材成形為所需產(chǎn)品。
本發(fā)明實現(xiàn)所述的方法使用的金屬板材數(shù)控逐次成形裝置由數(shù)控機(jī)床、夾具、成形工具和支撐棒構(gòu)成，夾具安裝在數(shù)控機(jī)床的工作臺上，成形工具安裝在機(jī)床的刀具固定頭中，支撐棒固定在機(jī)床床身上，所述的成形工具為球頭工具。
在硬件裝置方面，使用球頭工具作為成形工具，將金屬板材的四周用夾具固定在數(shù)控機(jī)床的工作臺上，并在板材底部預(yù)留足夠的變形空間。在機(jī)床上安裝支撐棒用于支撐板材底部，增強(qiáng)板材的剛度，防止板材在加工過程中失穩(wěn)。
在技術(shù)路線上，首先在三維軟件中建立好板材產(chǎn)品的空間外形，根據(jù)產(chǎn)品外形設(shè)置合理的加工工藝參數(shù)，生成加工路徑，然后利用軟件提供的后處理器生成NC代碼，再將這些代碼輸入到機(jī)床中控制球頭工具和工作臺做相對運(yùn)動，球頭工具對板材局部進(jìn)行逐次擠壓，使板材塑性變形逐次逼近產(chǎn)品的外形尺寸，最終使板材成形為所需產(chǎn)品。
該方法以工作臺和工具的相對運(yùn)動軌跡所形成的包絡(luò)面代替模具的型面來逐次成形零件，因此無需首先設(shè)計和制造模具。
本發(fā)明的意義在于，無需設(shè)計和制造模具就能加工所需要的金屬板材產(chǎn)品，從而縮短了產(chǎn)品的制造周期，降低了加工成本，特別適合于產(chǎn)品開發(fā)初期的試制或者小批量加工。
圖1是本發(fā)明方法的流程示意圖；圖2是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1.工作臺 2.夾具 3.球頭工具 4.金屬板材 5.支撐棒。
具體實施例方式
在圖1中，本發(fā)明實現(xiàn)金屬板材快速成形的步驟是首先在三維軟件中構(gòu)建板材產(chǎn)品的空間外形，然后根據(jù)產(chǎn)品的外形輪廓設(shè)置最優(yōu)的工藝參數(shù)，生成加工路徑，利用軟件提供的加工仿真功能檢驗加工路徑設(shè)置是否合理或有無錯誤，確認(rèn)后利用軟件提供的后處理器生成數(shù)控機(jī)床可以識別的NC代碼，再將這些NC代碼調(diào)入數(shù)控機(jī)床，驅(qū)動數(shù)控機(jī)床的的工作臺和球頭工具做相對運(yùn)動，球頭工具對板材局部進(jìn)行逐次擠壓，使板材塑性變形逐次逼近產(chǎn)品的外形尺寸，最終使板材成形為所需產(chǎn)品。
在圖2所示的裝置工作示意圖中，夾具(2)將板材(4)固定在工作臺(1)上，通過工作臺(1)和球頭工具(3)的相對運(yùn)動對板材進(jìn)行逐次塑性變形，最終成形為所需產(chǎn)品。在逐次成形過程中，球頭工具(3)對板材有一個擠壓力，如果產(chǎn)品的表面形狀起伏很大，就容易造成板材失穩(wěn)，產(chǎn)品的形狀精度因此得不到保證。本系統(tǒng)通過在板材底部添加一個支撐棒(5)來增強(qiáng)板材的剛度，防止板材在逐次成形過程中失穩(wěn)。加工時根據(jù)產(chǎn)品形狀需要調(diào)節(jié)好支撐棒(5)的位置，然后將其鎖定在機(jī)床上，和球頭工具(3)配對使用。
權(quán)利要求
1.一種金屬板材的數(shù)控逐次成形方法，其特征是使用球頭工具作為成形工具，將金屬板材的四周用夾具固定在數(shù)控機(jī)床的工作臺上，利用三維軟件根據(jù)產(chǎn)品外形生成的NC代碼控制球頭工具和工作臺做相對運(yùn)動，球頭工具對板材局部進(jìn)行逐次擠壓，使板材塑性變形逐次逼近產(chǎn)品的外形尺寸，使板材成形為所需產(chǎn)品。
2.實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的方法使用的金屬板材數(shù)控逐次成形裝置，其特征在于由數(shù)控機(jī)床、夾具、成形工具和支撐棒構(gòu)成，夾具安裝在數(shù)控機(jī)床的工作臺上，成形工具安裝在機(jī)床的刀具固定頭中，支撐棒固定在機(jī)床床身上，所述的成形工具為球頭工具。
全文摘要
一種無需模具就能快速成形金屬板材的數(shù)控逐次成形方法及其裝置，其使用球頭工具作為成形工具，用夾具把板材四周固定在數(shù)控機(jī)床的工作臺上，利用三維軟件根據(jù)產(chǎn)品外形生成的NC代碼來控制球頭工具和工作臺做相對運(yùn)動，球頭工具對板材局部進(jìn)行逐次擠壓，使板材塑性變形逐次逼近產(chǎn)品的外形尺寸，最終使板材成形為所需產(chǎn)品。本方法以工具運(yùn)動軌跡所形成的包絡(luò)面代替模具的型面來逐次成形零件，因此無需使用模具。
文檔編號G05B19/18GK1528536SQ0314699
公開日2004年9月15日 申請日期2003年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月29日
發(fā)明者阮鋒, 吳春明, 黃珍媛, 李振南, 阮 鋒 申請人:華南理工大學(xué)