CN102601202B - 一种减小正向渐进成形加工回弹的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于汽车覆盖件的减小正向渐进成形加工回弹的方法，包括以下步骤：（1）根据制件制作标准三维模型，导出工具头加工轨迹并进行数值模拟加工；（2）根据模拟加工结果和实际制件比较，测出制件加工成形后的回弹量；（3）根据所测得的回弹量，对制件的三维模型进行修正，得到修正后的工具头加工轨迹；（4）采用修正后的加工轨迹进行实际加工，实际加工时，采用软膜支撑，利用软膜的弹性采用修正后的加工轨迹来加工制件，即可控制、补偿渐进成形加工产生的回弹。本方法能够最大程度地减小制件回弹对加工的影响，提高产品加工精度，同时还具备实施方便，实施成本低廉的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种渐进成形加工技术，具体为一种减小正向渐进成形加工回弹的方法。
背景技术
板材渐进成形技术是在旋压的基础上发展起来的，其采用数控机床进行加工，继承了其能提高板料成形性能的优点，同时又避免了旋压工艺只能加工轴对称空心回转体零件的缺陷，是一项能成形复杂制件的新型技术。与传统冲压工艺相比，具有成本低、无需专用模具、准备周期短和柔性好等优点，能满足现代产品多样化生产的需要。数控渐进成形加工时，是首先把复杂三维零件几何信息分解成高度方向上的众多等高层轮廓信息，然后输入数控系统，使其驱动形状简单的工具头沿等高层轮廓对板材进行连续局部塑性加工，直到最终成型。渐进成形技术中，正向渐进成形加工，是指刀具从板材正面上方进行加工的方式，加工时，在板材下方需要采用金属模具进行支撑，这种方式常常用于汽车覆盖件的加工上。
与其它板件加工成形一样，渐进成形加工方式也同样存在回弹变形问题。由于回弹的存在,工件的形状尺寸与模型的形状尺寸不能完全符合,如果不能有效地解决回弹问题,成形件的最终形状和尺寸将达不到所需要的精度。因此，怎样避免渐进成形加工回弹以提高产品精度是本领域亟待解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术不足，本发明要解决的技术问题是：怎样提供一种减小正向渐进成形加工回弹的方法，本方法能够减小加工回弹对产品外形尺寸的影响，进而提高产品精度。
为了解决上述技术问题，本发明中采用了如下的技术方案：
一种用于汽车覆盖件的减小正向渐进成形加工回弹的方法，包括以下步骤：（1）根据制件制作标准三维模型，导出工具头加工轨迹并进行数值模拟加工；（2）根据模拟加工结果和实际制件比较，测出制件加工成形后的回弹量；（3）根据所测得的回弹量，对制件的三维模型进行修正，即在减去回弹值的基础上对制件模型进行工艺面的重新分配与修正，得到修正后的工具头加工轨迹；（4）采用修正后的加工轨迹进行实际加工，实际加工时，采用软膜支撑，所述软膜具有一个水平的底板，底板中部向上形成一个和制件腔体形状匹配的支撑凸起，利用软膜的弹性采用修正后的加工轨迹来加工制件，即可控制、补偿渐进成形加工产生的回弹。
本方法中，先模拟测出加工回弹量的大小（此步骤为计算机中进行，具体怎样测量属于本领域公知常识性内容，不在此详述），然后将回弹量加入到加工尺寸里面进行实际加工，加工时采用软膜进行支撑，由于软膜的弹性，使得工具头可以过切于板材而减小加工中产生的侧壁回弹，即实际工具头加工轮廓要小于制件外形轮廓，其中过切量即为回弹量，这样实际加工完毕待其回弹后，回弹量恰好将加工过切量补充，使其尺寸和实际尺寸一致，这样就最大程度减小了回弹对加工精度的影响，提高了产品精度。
技术方案中，所述软膜的采用如下质量份配比的材料制得，橡胶20份、PTFE(聚四氟乙烯）25份、邻苯二甲酸酯14份、尼龙19份、氧化铝5份、玻璃纤维17份。具体制作采用模具成型的方式得到。
这样得到的软膜，即具有足够的支撑力度，又具有足够的弹性使加工时工具头能够完成过切，保证过切量恰好等于预测的回弹量。其中，采用20%的橡胶和25%的聚四氟乙烯，可以使其具备恰当的软硬度，同时，聚四氟乙烯比例较大，可以利用其耐高温、耐氧化且摩擦系数低的特点，延长本软膜使用寿命；添加14%的邻苯二甲酸酯可以更好地增加塑料的可塑性和柔软性；添加19%的尼龙可进一步改善内部材料结构；添加5%的氧化铝可进一步增加模型的耐磨性；添加玻璃纤维17%可更好地改善材料硬度，保证支撑有一定的强度和刚度。同时这种软模相比现有技术中采用的金属支撑模型，其材料容易获取且价格低廉，降低了本方法实施成本。
作为优化，所述软膜的支撑凸起的周边的底板上有一圈截面为半径5mm的半圆形的拉延坎结构。这样，在加工到尾部时，拉延坎能够控制变形区材料的流动阻力，增加材料流动稳定性，调节变形区的成形拉力及其分布；设置拉延坎通过增加径向拉力提高了材料塑性变形程度和硬化程度，减小由于变形不足而产生的松弛回弹等缺陷，同时使板材发生过变形，进一步减小了制件回弹，提高制件成形精度和质量。
综上所述，本方法能够最大程度地减小制件回弹对加工的影响，提高产品加工精度，同时还具备实施方便，实施成本低廉的优点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
一种用于汽车覆盖件的减小正向渐进成形加工回弹的方法，包括以下步骤：（1）根据制件制作标准三维模型，导出工具头加工轨迹并进行数值模拟加工；（2）根据模拟加工结果和实际制件比较，测出制件加工成形后的回弹量；（3）根据所测得的回弹量，对制件的三维模型进行修正，即在减去回弹值的基础上对制件模型进行工艺面的重新分配与修正，即将测出的回弹量加入加工走刀尺寸，得到修正后的工具头加工轨迹；（4）采用修正后的加工轨迹进行实际加工，实际加工时，采用软膜支撑，所述软膜具有一个水平的底板，底板中部向上形成一个和制件腔体形状匹配的支撑凸起，利用软膜的弹性采用修正后的加工轨迹来加工制件，即可控制、补偿渐进成形加工产生的回弹。其中，所述软膜采用如下质量份配比的材料制得，橡胶20份、PTFE(聚四氟乙烯）25份、邻苯二甲酸酯14份、尼龙19份、氧化铝5份、玻璃纤维17份。其中所述软膜的支撑凸起的周边的底板上有一圈截面为半径5mm的半圆形的拉延坎结构。
本方法中通过制作一种带有拉延坎的软模支撑，让工具头过切于板材，以补偿渐进成形加工过程中产生的侧壁回弹；设计的拉延坎能够起到增大板材塑性变形范围的作用，同时使板材发生过变形，进一步减小了制件回弹，提高制件成形精度和质量。其次，这种渐进成形的支撑模型是采用合成树脂和尼龙等塑料原料合成，做成有一定弹性的软模支撑，可以即时修正软模，以达到加工工艺要求，并且材料容易获取、价格低廉。
申请人采用本方法，用于一种汽车左尾灯支架构件中，进行实践加工，加工产品20件，实际测量其误差，均能够控制在合格制件质量要求范围内，表明本方法的确能够非常有效地降低加工回弹造成的误差，保证产品精度。
Claims (2)
1.一种用于汽车覆盖件的减小正向渐进成形加工回弹的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）根据制件制作标准三维模型，导出工具头加工轨迹并进行数值模拟加工；（2）根据模拟加工结果和实际制件比较，测出制件加工成形后的回弹量；（3）根据所测得的回弹量，对制件的三维模型进行修正，即在减去回弹值的基础上对制件模型进行工艺面的重新分配与修正，得到修正后的工具头加工轨迹；（4）采用修正后的加工轨迹进行实际加工，实际加工时，采用软膜支撑，所述软膜具有一个水平的底板，底板中部向上形成一个和制件腔体形状匹配的支撑凸起，利用软膜的弹性采用修正后的加工轨迹来加工制件，即可控制、补偿渐进成形加工产生的回弹，所述软膜采用如下质量份配比的材料制得，橡胶20份、PTFE(聚四氟乙烯）25份、邻苯二甲酸酯14份、尼龙19份、氧化铝5份、玻璃纤维17份。
2.根据权利要求书1所述的减小正向渐进成形加工回弹的方法，其特征在于，所述软膜的支撑凸起的周边的底板上有一圈截面为半径5mm的半圆形的拉延坎结构。
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