[发明专利]一种板材的水射流渐近成形方法

说明书

技术领域

板材的水射流渐近成形是一套利用高压水射流对板材进行加工成形的方法，属于机械工程领域。

背景技术

板类零件具有薄壳的结构特点，因其重量轻、材料省、几何造型流畅，在民用产品、军用产品以及现代高技术产品等领域广为应用，并且，其需求量有逐渐增加的趋势。而由于市场环境的迅速变化，消费者的需求日趋主体化、个性化和多样化，产品的更新换代速度加快，客户化定制生产方式逐渐形成。采用模具进行大批量生产的方式将受到限制，而现有的小子样板类零件的生产方法如：激光热应力成形、激光冲压成形、CNC成形锤渐进成形、喷丸成形、多点成形、电磁成形、数控渐进成形等存在着不足，很难满足生产的要求，开发出一种适合小子样板类零件快速成形的板材加工新技术、新装备，已成为板类零件生产领域的迫切需要。板材的水射流渐近成形方法即是在此需求下产生的一种新的板材柔性成形方法。

发明内容

本发明的目的在于开发一种适合于板材的快速成形方法，实现板类零件的无模化、柔性化、智能化制造及可控成形，解决小批量、多品种板类零件的成形问题，提高板类零件的成形效率，改善其成形质量。为实现以上目的，发明利用计算机控制压力、流速可调的高压水成形头，将高压水喷射到板材上使其变形，变形的路径及形状等在控制下完成，通过此方法可以得到任意形状的板类零件。

水射流结构是根据射流距喷嘴的距离来进行划分的，分为起始段、基本段和消散段。起始段内射流的流速以及密度保持不变，具有恒压、恒速的特点。本发明就是利用射流的起始段对板材进行加工成形的。

本发明所采用的设备是针对水射流特点开发的板材水射流渐近成形机。

附图说明

图1是自由状态下板材加工原理图。

图2是由状态下板材加工结果。

图3是有半模时板材加工原理图。

图4是有半模时板材加工结果。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：为自由状态板材的加工。

在此实施例中，采用1.5mm厚的铜板。如附图1所示。铜板1由固定装置2四周固定，中间呈悬空状态，铜板1与固定装置2一起随着工作台以一定速度按预定路径做进给运动。高压水射流3作用于铜板表面，依靠水射流的压力使铜板发生变形。水射流的压力和流量可调节，用来控制铜板垂直于水射流方向的变形。再配合工作台的运动，铜板即被加工成所需形状。本实施例所采用的工作参数为：高压水射流工作压力35MPa，高压水射流流量60L/min，喷嘴直径为Φ1.0mm。加工后的零件见附图2所示。

实施例2：为有半模时板材的加工。

在此实施例中，采用1.0mm厚的钢板。钢板四周用压边装置固定，钢板下面放置支撑模半模，钢板与半模同时随着工作台按预定路径做进给运动，参见附图3所示。高压水射流作用于钢板，并将钢板逐渐压向半模直至钢板紧贴于半模之上，最后，半模的形状即为钢板的形状。本实施例所采用的工作参数为：高压水射流工作压力40MPa，高压水射流流量60L/min，喷嘴直径为Φ1.0mm。加工后的零件见附图4所示。