板料渐进冲击成形试验研究

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1、板料渐进冲击成形试验研究为了研究板料渐进冲击成形技术，以及板料在离速冲击下的变形规律利变形形态・本文选取两种典型曲面板件一球面板件和方形锥台板件作为研究对象。采用自主设计的冲击成形加工装置对该两种曲面板件进行冲击成形试验.通过试验性研究，分析各种加匸工艺参数（冲由速度、冲击杆球头半径、进给虽、进给速度等〉对板件成形的影响，井对冲击后的成形件进行结果分析.4.1板料渐进冲击成形加工装置4.1.1渐进冲击成形加工装置总体结构板料渐进冲击成形试验的基本思路是将被加匸板料卩q周用压板夹紧，板料安装平台实现平移运动（数控X、Y轴运动）。加工时，将冲击器固定在多轴联动数控设备的Z向移动平台上.根执:丁

2、件儿何形状信息，通过数控稈序控制冲击杆以预先设肾好的冲击加工路径,对板料作奇速冲击运动.使板料逐步变形为所霜形状。根据板料下面有无托模可把渐进冲击成形装置分为有托模支承和无托模支承（弹性体支承〉.图4-1仃托模支ikunV.装轻二维給构图1、有托模支承加工装匿结构如图4-1所示，有托模支承加工装置tk冲由器（冲击杆），成形板料，托模，托模支架和压边块组成。板料成形加工前.不仅需要根据不同的几何形状，规划不同的冲击成形路径，而且还需要专门制作托模，使托模的形状和板料所要成形的形状保持一致.这样可保证板料成形的尺寸精度.（1＞托模的制作快速成形技术（RapidPrototyping:RP）又称

3、快速原型制造（RapidPrototypingManufacturing，简称RPM）技术，诞生于20世纪80年代后期，是通过计算机、数控、激光和材料等高新技术的集成发展起来的.它是基于离散堆积思想的-种先进制造技术・其基生原理就是将CAD三维实体模型分层离散，然后在快速成形机中逐层加工堆积原材料.生成实体模型.然后对匸成的实体模型进行相应的后处理.快速成形技术属于非接触加匚，不需要机床切削加工所必需的刀具和夹具，无刀具炳损和切削力的影晌：加工效率高.可以快速制作出产品实体模型及模具，并且还町以制造出自由曲面和更为复杂形态的零件：加工环境好，无振动、噪声和切削废料，町实现夜间完全自动化生产

4、。快速成形材料类型丰富多彩，包捋树脂、纸、工程蜡、王程塑料（ABS等）、陶瓷粉.金屈粉.砂等。快速原型制造技术的工艺不下30余种.其中.应用较广的有如下4类快速成型工艺:SLA立体光刻法、SLS激光烧结法、L0M分层实体法、FDM熔融沉积法.托模可以通过FDH熔融沉积法制作而成.如图4-2所示，根据所要成形板件的形状，制作岀不同形状的托模，大大减少了托模的制造周期.世42球而托模和方形推台托模图43使用导向杆快速定位托模（2）托模定位何题在板料渐进冲击诚形过程中，冲击杆在计算机系统的控制下围绕着托模対金届板料进厅逐层的冲击.以获得所需要的形状.可是使用托模又存在冲击杆的加工路径和托模的定位

5、问題.其相对位置对于板料的成形精度和质量都有着非常重耍的影响。一般的快速定位方式是利用导向杆进行托模定位，如图4-3所示.先确定定位孔1.保持定位孔1位置不变，通过导向杆确定定位孔2,从而实现托模的定位.因为板料加工成形路径利定位孔之间的相对位置足审先确定的，所以，当定位孔在机床坐标系中的位置确定后.成形加工路径所在的加工坐标系和机床坐标系的位置关系也就可以确定下來・2、无托模支承（弹性件支承）加工装董结构无托模支贡即板料下血没有支承件，冲击杆在il•算机系统的控制下F［接对板料进行冲击加工。因为冲击杆的高速运动可以使板料产生局部快速变形，冲击接触区域变形明显，而在接触区域周田变形朮很小，

6、冲击連度越快板料变形的局部性越明显，这样可以有效的保证板料的成形精度。但足在冲击试验中发现：不论冲击速度多快，冲击接触沢•域周田都会产生变形.速度越慢.这种变形也越大.为了消除接触区域周围变形对板料成形精度的影响.同时也是为了防止板料在受冲击过程产工的振动，可在板料背面放克可压缩弹性件，可压缩弹性件可以是泡沫犁料板或充气橡胶小球体等.弹性件支蛋加工装置如图4-4所示，此装置包括冲击器（冲击杆〉、成形板料、橡胶犁、泡沬块和压边块.泡沫块放在最下面，橡胶垫处于板料与泡沫块之间.制作泡沬块和橡胶鵲时要保证泡沬块和橡胶華要紧贴板料背血，使板料平面处于水平位冴，可压缩弹性件实体如图4-5所示.7.W

7、••*•••••»••••I•图弹性件支出加」装宜二维纠沟图板料橡胶浪ffi4-5可压缩弹性件实体图4.1.2冲击器的选用冲击器足冲击系统的关遴部件.直性能的好坏肖.接决定了板科冲击成形的效果、目前冲击器种类繁多，可按下面的方法进行分类：4.1.2冲击器的选用冲击器足冲击系统的关遴部件.直性能的好坏肖.接决定了板科冲击成形的效果、目前冲击器种类繁多，可按下面的方法进行分类：冲击器结构与沖击能的施加方式，可以使用气缸式驱动