[發明專利]一種漸進成形變壓力機床夾具及其壓邊力控制方法

有效

• 申請號: 201810455877.8
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108672554B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 查光成;鄭碩;嚴阿鑫;陸傳凱;浦一子;李澤昆;潘晶晶
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: B21D31/00
• 分類號: B21D31/00;B21D43/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種漸進成形變壓力機床夾具，其特征在于：包括若干導柱(2)，全部所述導柱(2)的上下兩端分別設置上壓板(5)和支撐底板(1)，下壓板(3)活動設置在所述支撐底板(1)與上壓板(5)之間，杯蓋型浮頂塊(6)與所述下壓板(3)下表面相連接，所述杯蓋型浮頂塊(6)的中心開設有第一螺紋孔，所述第一螺紋孔內固定連接有絲杠(7)上的絲母，所述絲杠(7)穿過所述絲母，所述絲杠(7)的底端與傳動系統相連；

所述傳動系統包括十字換向器(9)，所述絲杠(7)的底端與所述十字換向器(9)的豎直方向相連接，所述十字換向器(9)的水平方向通過聯軸器(10)與伺服電機(12)相連接，所述伺服電機(12)通過電機支架(11)與所述支撐底板(1)連接；

所述漸進成形變壓力機床夾具的壓邊力控制方法，包括以下步驟：

S01，選擇待成形板料種類以及確定待成形板料厚度δ；

S02，測量待成形板料表面的摩擦系數μ；

S03，利用由圓弧旋轉而成的圓錐臺，在40°到90°內測量待成形板料在不同成形角θ下的成形力F，并繪制出成形力F隨成形角θ變化的曲線圖，其中0＜θ＜π/2；

S04，對待成形板料進行三維造型設置工藝參數，并生成NC加工文件；

S05，將待成形板料放置在下壓板(3)上，然后啟動伺服電機(12)推動下壓板(3)上行，直到壓緊待成形板料；

S06，裝夾完成后，啟動漸進成形機床，移動機床X、Y軸沿著上壓板(5)側邊進行對刀操作，移動機床Z軸靠近待成形板料進行Z軸方向對刀操作；

S07，將所述NC加工文件輸入漸進成形機床控制系統；

S08，將夾具上的伺服電機控制器與機床控制系統相連，實現機床控制系統向伺服電機控制器實時傳輸加工成形角以及加工位置的數據信息，在伺服電機控制器中將機床控制系統傳輸的數據以及成形力F隨成形角θ變化的曲線圖通過壓邊力修正公式修正：

其中：δ為待成形板料的厚度，單位為mm；r為成形工具頭半徑，單位為mm；R為加工表面到成形板料心軸的相對半徑，單位為mm；μ為待成形板料與上壓板(5)、下壓板(3)之間的摩擦系數；θ為待成形板料的成形角；F為成形力，單位為KN；κ為經驗系數，取值在1.1-1.5之間；

通過上述公式得到壓邊力Γ隨成形角θ變化的曲線圖，并利用此曲線圖來控制伺服電機(12)對待成形板料加工時的壓邊力進行實時動態調整；

S09，執行NC加工文件程序，完成待成形板料的加工，加工完成后，撤離刀具，下壓板(3)下行，將成形板料取下，然后裝夾下一個待成形板料，重復操作。

2.根據權利要求1所述的一種漸進成形變壓力機床夾具，其特征在于：所述下壓板(3)通過導套(4)與所述導柱(2)滑動連接。

3.根據權利要求1所述的一種漸進成形變壓力機床夾具，其特征在于：所述上壓板(5)和下壓板(3)的中間均預留有用于加工板料的孔洞，所述杯蓋型浮頂塊(6)的上表面內部開設有圓臺形凹槽，所述圓臺形凹槽的底部中心開設有所述第一螺紋孔。

4.根據權利要求3所述的一種漸進成形變壓力機床夾具，其特征在于：所述圓臺形凹槽上寬下窄，所述圓臺形凹槽坡度為75°～85°，所述圓臺形凹槽的高度為50～70mm。

5.根據權利要求1所述的一種漸進成形變壓力機床夾具，其特征在于：所述絲杠(7)的頂部設置有法蘭。

6.根據權利要求1所述的一種漸進成形變壓力機床夾具，其特征在于：所述下壓板(3)與杯蓋型浮頂塊(6)的接觸面上攻有若干個不貫穿的第二螺紋孔，所述杯蓋型浮頂塊(6)與下壓板(3)的接觸面上攻有若干個貫穿的第三螺紋孔，內六角螺釘(8)依次穿過所述第三螺紋孔和第二螺紋孔后固定。

7.根據權利要求4所述的一種漸進成形變壓力機床夾具，其特征在于：所述下壓板(3)和上壓板(5)均為圓形，所述孔洞為圓形，所述孔洞的內徑≥所述圓臺形凹槽的頂端開口內徑。

8.根據權利要求1所述的一種漸進成形變壓力機床夾具，其特征在于：所述伺服電機(12)為交流伺服電機，交流伺服電機通過接受交流伺服電機控制器輸出的PWM脈寬數，實現交流伺服電機主軸轉速的控制，從而改變交流伺服電機的輸出扭矩以實現壓邊力的控制。