CN104707889A

CN104707889A - 一种超声波辅助冲压工艺

Info

Publication number: CN104707889A
Application number: CN201510113528.4A
Authority: CN
Inventors: 孙振忠; 陈海彬; 郭建文; 杜耀涛; 卢泳平
Original assignee: Dongguan University of Technology
Current assignee: Dongguan University of Technology
Priority date: 2015-03-16
Filing date: 2015-03-16
Publication date: 2015-06-17
Anticipated expiration: 2035-03-16
Also published as: CN104707889B

Abstract

本发明公开了一种超声波辅助冲压工艺，其包括以下工艺步骤：a、将不锈钢片材放置于冲压机床的冲压下模上表面；b、启动驱动气缸，驱动气缸的活塞杆通过活动安装架带动超声波变幅杆、超声波换能器、及冲压工具头下移，冲压工具头压紧不锈钢片材，驱动气缸的压力值为0.13-0.15兆帕；c、驱动气缸保压4.5-5.5秒后，启动超声波发生器，超声波发生器的功率值为4200瓦，超声波变幅杆的振动频率值为2000赫兹；d、待超声波发生器持续启动1.5秒后停止工作，驱动气缸继续保压；e、保压结束后驱动气缸复位；f、从冲压下模取下不锈钢片材。通过上述工艺步骤设计，本发明能有效提高冲压弯曲成形的精度，冲压载荷小且能耗低。

Description

一种超声波辅助冲压工艺

技术领域

本发明涉及冲压成型加工技术领域，尤其涉及一种超声波辅助冲压工艺。

背景技术

冲压机床是通过相应的冲压模具对冲压材料进行冲压成形的关键设备，在零部件成形加工过程中，相对于传统机械切削加工而言，冲压成形工艺具有节约材料和能源、工作效率高、对操作人员技术要求不高的优点；凭借着上述优点，冲压成形加工被广泛地应用于制造业中。

在利用现有的冲压机床完成冲压成形加工的过程中，普遍存在以下缺陷，具体为：1、现有的冲压机床能难避免由于金属材料所产生的反弹力而引起的成形效果误差，成形精度不高；2、为保证成形精度，一般只能通过增大冲压载荷的方式来实现，而一旦冲压载荷变大，冲压模具所必须承受的冲击力变大，冲压模具的使用寿命大大减小，且能耗能增加。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种超声波辅助冲压工艺，该超声波辅助冲压工艺能够有效地提高冲压弯曲成形的精度，冲压载荷小且能耗低。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。

一种超声波辅助冲压工艺，包括有以下工艺步骤，具体为：

a、将待冲压弯曲的不锈钢片材放置于冲压机床的冲压下模上表面，待冲压弯曲的不锈钢片材的长、宽、高尺寸分别为250mm、35mm、1mm；其中，冲压机床包括有机架，机架的上端部设置有呈水平横向布置的固定支撑板，固定支撑板的上端侧装设有固定支撑架，冲压下模螺装于固定支撑板的上表面，固定支撑架于冲压下模的正上方可相对上下活动地装设有活动安装架，活动安装架装设有呈竖向布置的超声波变幅杆，超声波变幅杆的下端部延伸至活动安装架的下端侧，超声波变幅杆的上端部装设有超声波换能器，超声波变幅杆的下端部装设有冲压工具头，机架于固定支撑板的下端侧装设有与外部电源电连接的超声波发生器，超声波发生器与超声波换能器电连接，固定支撑架于活动安装架的上端侧螺装有上下动作的驱动气缸，驱动气缸的活塞杆外延端部与活动安装架连接；

b、启动驱动气缸，驱动气缸的活塞杆通过活动安装架带动超声波变幅杆、超声波换能器以及冲压工具头下移，冲压工具头压紧不锈钢片材，不锈钢片材在冲压工具头与冲压下模的配合作用下弯曲变形，驱动气缸的压力值为0.13-0.15兆帕；

c、待冲压工具头压紧不锈钢片材并持续保压4.5-5.5秒后，启动超声波发生器，超声波发生器的功率值为4200瓦，超声波换能器接收超声波发生器的信号并驱动超声波变幅杆高频振动，超声波变幅杆的振动频率值为2000赫兹，超声波变幅杆带动冲压工具头同步振动；

d、待超声波发生器持续启动1.5秒后停止工作，驱动气缸继续保压并持续至驱动气缸保压时间共计20秒；

e、待保压结束后，驱动气缸复位并带动活动安装架、超声波变幅杆、冲压工具头、超声波换能器上移；

f、待超声波变幅杆、冲压工具头、超声波换能器完全复位后，将已冲压完成的不锈钢片材从冲压下模取下。

其中，于所述步骤b中，驱动气缸的压力值为0.14兆帕。

其中，于所述步骤c中，待冲压工具头压紧不锈钢片材并持续保压5秒后，启动超声波发生器。

本发明的有益效果为：本发明所述的一种超声波辅助冲压工艺，其包括以下工艺步骤：a、将待冲压弯曲的不锈钢片材放置于冲压机床的冲压下模上表面；b、启动驱动气缸，驱动气缸的活塞杆通过活动安装架带动超声波变幅杆、超声波换能器以及冲压工具头下移，冲压工具头压紧不锈钢片材，驱动气缸的压力值为0.13-0.15兆帕；c、待冲压工具头压紧不锈钢片材并持续保压4.5-5.5秒后，启动超声波发生器，超声波发生器的功率值为4200瓦，超声波变幅杆的振动频率值为2000赫兹；d、待超声波发生器持续启动1.5秒后停止工作，驱动气缸继续保压并持续至驱动气缸保压时间共计20秒；e、待保压结束后，驱动气缸复位；f、将已冲压完成的不锈钢片材从冲压下模取下。通过上述工艺步骤设计，本发明能够有效地提高冲压弯曲成形的精度，冲压载荷小且能耗低。

附图说明

下面利用附图来对本发明进行进一步的说明，但是附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

图1为本发明的冲压机床的结构示意图。

在图1中包括有：

1——冲压机床 11——机架

111——固定支撑板 112——固定支撑架

12——冲压下模 13——活动安装架

14——超声波变幅杆 15——超声波换能器

16——冲压工具头 17——超声波发生器

18——驱动气缸。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明进行说明。

实施例一，一种超声波辅助冲压工艺，包括有以下工艺步骤，具体为：

a、将待冲压弯曲的不锈钢片材放置于冲压机床1的冲压下模12上表面，待冲压弯曲的不锈钢片材的长、宽、高尺寸分别为250mm、35mm、1mm；其中，冲压机床1包括有机架11，机架11的上端部设置有呈水平横向布置的固定支撑板111，固定支撑板111的上端侧装设有固定支撑架112，冲压下模12螺装于固定支撑板111的上表面，固定支撑架112于冲压下模12的正上方可相对上下活动地装设有活动安装架13，活动安装架13装设有呈竖向布置的超声波变幅杆14，超声波变幅杆14的下端部延伸至活动安装架13的下端侧，超声波变幅杆14的上端部装设有超声波换能器15，超声波变幅杆14的下端部装设有冲压工具头16，机架11于固定支撑板111的下端侧装设有与外部电源电连接的超声波发生器17，超声波发生器17与超声波换能器15电连接，固定支撑架112于活动安装架13的上端侧螺装有上下动作的驱动气缸18，驱动气缸18的活塞杆外延端部与活动安装架13连接；

b、启动驱动气缸18，驱动气缸18的活塞杆通过活动安装架13带动超声波变幅杆14、超声波换能器15以及冲压工具头16下移，冲压工具头16压紧不锈钢片材，不锈钢片材在冲压工具头16与冲压下模12的配合作用下弯曲变形，驱动气缸18的压力值为0.14兆帕；

c、待冲压工具头16压紧不锈钢片材并持续保压5秒后，启动超声波发生器17，超声波发生器17的功率值为4200瓦，超声波换能器15接收超声波发生器17的信号并驱动超声波变幅杆14高频振动，超声波变幅杆14的振动频率值为2000赫兹，超声波变幅杆14带动冲压工具头16同步振动；

d、待超声波发生器17持续启动1.5秒后停止工作，驱动气缸18继续保压并持续至驱动气缸18保压时间共计20秒；

e、待保压结束后，驱动气缸18复位并带动活动安装架13、超声波变幅杆14、冲压工具头16、超声波换能器15上移；

f、待超声波变幅杆14、冲压工具头16、超声波换能器15完全复位后，将已冲压完成的不锈钢片材从冲压下模12取下。

需进一步解释，在对不锈钢片材进行冲压弯曲加工的过程中，本实施例一的超声波辅助冲压工艺一方面通过超声波变幅杆14所产生的高频低振幅机械振动来有效地抵消不锈钢片材成形时所产生的反弹力，进而有效地提高不锈钢片材的成形精度；另一方面，冲压工具头16所产生的高频低振幅机械振动能够起到升高温度的效果，进而使不锈钢片材的屈服强度降低且变形更容易。

综合上述情况可知，通过上述工艺步骤设计，本实施例一的超声波辅助冲压工艺能够有效地提高冲压弯曲成形的精度，冲压载荷小且能耗低。

实施例二，一种超声波辅助冲压工艺，包括有以下工艺步骤，具体为：

b、启动驱动气缸18，驱动气缸18的活塞杆通过活动安装架13带动超声波变幅杆14、超声波换能器15以及冲压工具头16下移，冲压工具头16压紧不锈钢片材，不锈钢片材在冲压工具头16与冲压下模12的配合作用下弯曲变形，驱动气缸18的压力值为0.13兆帕；

c、待冲压工具头16压紧不锈钢片材并持续保压5.5秒后，启动超声波发生器17，超声波发生器17的功率值为4200瓦，超声波换能器15接收超声波发生器17的信号并驱动超声波变幅杆14高频振动，超声波变幅杆14的振动频率值为2000赫兹，超声波变幅杆14带动冲压工具头16同步振动；

需进一步解释，在对不锈钢片材进行冲压弯曲加工的过程中，本实施例二的超声波辅助冲压工艺一方面通过超声波变幅杆14所产生的高频低振幅机械振动来有效地抵消不锈钢片材成形时所产生的反弹力，进而有效地提高不锈钢片材的成形精度；另一方面，冲压工具头16所产生的高频低振幅机械振动能够起到升高温度的效果，进而使不锈钢片材的屈服强度降低且变形更容易。

综合上述情况可知，通过上述工艺步骤设计，本实施例二的超声波辅助冲压工艺能够有效地提高冲压弯曲成形的精度，冲压载荷小且能耗低。

实施例三，一种超声波辅助冲压工艺，包括有以下工艺步骤，具体为：

b、启动驱动气缸18，驱动气缸18的活塞杆通过活动安装架13带动超声波变幅杆14、超声波换能器15以及冲压工具头16下移，冲压工具头16压紧不锈钢片材，不锈钢片材在冲压工具头16与冲压下模12的配合作用下弯曲变形，驱动气缸18的压力值为0.15兆帕；

c、待冲压工具头16压紧不锈钢片材并持续保压4.5秒后，启动超声波发生器17，超声波发生器17的功率值为4200瓦，超声波换能器15接收超声波发生器17的信号并驱动超声波变幅杆14高频振动，超声波变幅杆14的振动频率值为2000赫兹，超声波变幅杆14带动冲压工具头16同步振动；

需进一步解释，在对不锈钢片材进行冲压弯曲加工的过程中，本实施例三的超声波辅助冲压工艺一方面通过超声波变幅杆14所产生的高频低振幅机械振动来有效地抵消不锈钢片材成形时所产生的反弹力，进而有效地提高不锈钢片材的成形精度；另一方面，冲压工具头16所产生的高频低振幅机械振动能够起到升高温度的效果，进而使不锈钢片材的屈服强度降低且变形更容易。

综合上述情况可知，通过上述工艺步骤设计，本实施例三的超声波辅助冲压工艺能够有效地提高冲压弯曲成形的精度，冲压载荷小且能耗低。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种超声波辅助冲压工艺，其特征在于，包括有以下工艺步骤，具体为：

a、将待冲压弯曲的不锈钢片材放置于冲压机床（1）的冲压下模（12）上表面，待冲压弯曲的不锈钢片材的长、宽、高尺寸分别为250mm、35mm、1mm；其中，冲压机床（1）包括有机架（11），机架（11）的上端部设置有呈水平横向布置的固定支撑板（111），固定支撑板（111）的上端侧装设有固定支撑架（112），冲压下模（12）螺装于固定支撑板（111）的上表面，固定支撑架（112）于冲压下模（12）的正上方可相对上下活动地装设有活动安装架（13），活动安装架（13）装设有呈竖向布置的超声波变幅杆（14），超声波变幅杆（14）的下端部延伸至活动安装架（13）的下端侧，超声波变幅杆（14）的上端部装设有超声波换能器（15），超声波变幅杆（14）的下端部装设有冲压工具头（16），机架（11）于固定支撑板（111）的下端侧装设有与外部电源电连接的超声波发生器（17），超声波发生器（17）与超声波换能器（15）电连接，固定支撑架（112）于活动安装架（13）的上端侧螺装有上下动作的驱动气缸（18），驱动气缸（18）的活塞杆外延端部与活动安装架（13）连接；

b、启动驱动气缸（18），驱动气缸（18）的活塞杆通过活动安装架（13）带动超声波变幅杆（14）、超声波换能器（15）以及冲压工具头（16）下移，冲压工具头（16）压紧不锈钢片材，不锈钢片材在冲压工具头（16）与冲压下模（12）的配合作用下弯曲变形，驱动气缸（18）的压力值为0.13-0.15兆帕；

c、待冲压工具头（16）压紧不锈钢片材并持续保压4.5-5.5秒后，启动超声波发生器（17），超声波发生器（17）的功率值为4200瓦，超声波换能器（15）接收超声波发生器（17）的信号并驱动超声波变幅杆（14）高频振动，超声波变幅杆（14）的振动频率值为2000赫兹，超声波变幅杆（14）带动冲压工具头（16）同步振动；

d、待超声波发生器（17）持续启动1.5秒后停止工作，驱动气缸（18）继续保压并持续至驱动气缸（18）保压时间共计20秒；

e、待保压结束后，驱动气缸（18）复位并带动活动安装架（13）、超声波变幅杆（14）、冲压工具头（16）、超声波换能器（15）上移；

f、待超声波变幅杆（14）、冲压工具头（16）、超声波换能器（15）完全复位后，将已冲压完成的不锈钢片材从冲压下模（12）取下。

2.根据权利要求1所述的一种超声波辅助冲压工艺，其特征在于：于所述步骤b中，驱动气缸（18）的压力值为0.14兆帕。

3.根据权利要求1所述的一种超声波辅助冲压工艺，其特征在于：于所述步骤c中，待冲压工具头（16）压紧不锈钢片材并持续保压5秒后，启动超声波发生器（17）。