1、精品课程材料成形装备及自动化第六章 （6.2）华中科技大学材料科学与工程学院School of Material Science and Technology ， HUST.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化1市场的竞争要求企业不仅能快速响应市场的变化，而且能不断地通过技术创新，推出新产品去引导市场；23传统成形工艺模具的设计和制造过程周期长、费用高；金属板料的数字化成形法，为新车型的开发提供了一种先进手段。第6章快速成形装备及控制金属板材数字化快速成形精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化第6章快速成形装备及控制开发的新车型精 品
2、课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化第6章快速成形装备及控制概念车精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化第6章快速成形装备及控制概念车精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化传统制造的问题第6章快速成形装备及控制 传统成形工艺模具的设计和制造过程周期长、费用高；手工制作精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化第6章快速成形装备及控制压力机精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化金属板料的数字化成形 金属板料的数字化成形法，为新车
3、型的开发提供了一种先进手段。第6章快速成形装备及控制精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化这是一种基于计算机技术、数控技术和塑性成形技术基础之上的先进制造技术，其特点是采用快速原型制造 技术（Rapid Prototyping简称RP）分层制造（Layered Manufacturing）的思想，将复杂的三维形状沿Z轴方向切片（离散化），即分解成一系列二维断面层，并根据这些断面轮廓数据，用计算机控制一台三轴联动成形机，驱动一个工具头，以走等高线的方式，对金属板料进行局部地塑性加工。即，无须制造模具，用渐进成形的方式，将金属板料加工成所需要的形状。金属板料的渐
4、进成形原理第6章快速成形装备及控制精 品 课 程.EAMP材料成形装备及自动化基 本 原 理（一）被加工板材成形工具导柱夹板支架托板华中科技大学材料科学与工程学院底座将板料放置于托板上，四周用夹板夹第6章快速成形装备及控制紧。托板可以沿导柱自由上下滑动。精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化第6章快速成形装备及控制基 本 原 理（二）根据切片断面轮廓数据，用计算机控制三轴联动成形机驱动一个成形工具对板料压下一个量，并以走等高线的方式，对板料进行加工。精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化基 本 原 理 （三）每完成一个断面
5、层轮廓的加工后，工具头沿Z轴方向压下一个高度H，接着加工下一层的断面轮廓，如此循环往复直至工件最终成形。第6章快速成形装备及控制精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化金属板材单点渐进成形 金属板材渐进成形装置结构示意图成形压头已成形部分板材压板托板滑动导柱支柱工作台支撑模型第6章快速成形装备及控制精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化成型装置结构原理平衡缸压板工作台底支撑夹具底座第6章快速成形装备及控制精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化华中科技大学开发的金属板料无模成形机 中国专利产
6、品专利号：ZL002307790第6章快速成形装备及控制精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化金属板料数字化成形系统 计算机控制成形工作头在X、Y、Z三个方向联动； 在同一个等高层，工具头在X、Y平面作等高线运动； 每加工完一层后，工具头沿Z轴方向对板料压下一个量，接着加工下一层，如此循环反复直至工件最终成形。第6章快速成形装备及控制精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院材料成形装备及自动化EAMP传动系统CNC运动执行单元导轨运动执行单元CCD摄像机图像采集卡定位孔1定位孔2第6章快速成形装备及控制精 品 课 程.执行体设备驱动程序操作系统内核华中
7、科技大学材料科学与工程学院EAMP硬件系统DPRAM加工程序译码刀具补偿运动插补数据采集I/O控制轴控制PMAC硬件抽象层（HAL）核心态人机界面交互数据输入处理工艺规划系统诊断材料成形装备及自动化PCISA总线第6章快速成形装备及控制精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化成形工艺路线 用UG软件建数字模型第6章快速成形装备及控制精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP 材料成形装备及自动化 第6章 工艺规划、建辅助面快速成形装备及控制成形工艺路线精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化第6章快速成形装备及控制
8、成形工艺路线精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院材料成形装备及自动化EAMP成形工艺路线 进入控制软件生成成形指令第6章快速成形装备及控制精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化金属板料数字化快速成形工作流程建立三维数字模型生成加工路径工艺规划成形加工生成数控指令第6章快速成形装备及控制精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化第6章快速成形装备及控制生成加工轨迹应用制件案例 汽车车门建三维模型加工成型精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP 材料成形装备及自动化应用制件案例建三维模型加工成型第6章 工艺
9、品快速成形装备及控制生成加工轨迹精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化数控渐进成形的汽车覆盖件第6章快速成形装备及控制精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化应用制件案例点支撑成形理想曲面实测曲面第6章 快速成形装备及控制精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化在新经济时代，制造业面临着瞬息万变的市场对小批量多品种产品需求的挑战。传统制造工艺的设计、制造过程耗时、耗资，新产品开发周期长，成本高。因此，为企业提供新的制造方法和技术迫在眉睫。用金属薄板无模快速成形技术可生产金属样件，以检验新产品
10、的设计，也可小批量生产个性化的产品，以满足市场多样化的需求。新产品开发解决方案第6章快速成形装备及控制精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化在航空及汽车工业中，应用环氧树脂及聚氨酯系列制作模具与钢模相比有很多突出优点：只需很少设备及几分之一的时间；重量轻，而且具有非常好的机械及热学性能、很好的尺寸稳定性、高强度和高耐腐蚀性。第6章快速成形装备及控制1树脂模具精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化汽车覆盖件树脂模具第6章快速成形装备及控制精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化用于快速制模的
11、材料有铋锡合金、锌基合金。用低熔点合金材料快速制作轿车大型覆盖件模具的优点有：1）设计制作时间短，铸后型腔一般无须再机械加工和钳工研磨，对于大面积凹面、曲面的修整较为方便，模具的工作部分无须热处理，因而制作周期只有钢模的1/7；2）成本低只有钢模的1/10，失效后可重新熔化再制，是一种绿色材料；3）具有抗粘结性和自润滑性能，因而用于覆盖件的冲压成形时不会损伤制件；4）其不仅可用于成形、拉伸和弯曲模，还可采用在适当部位镶钢的方法，制成冲裁模和切边模。第6章快速成形装备及控制2低熔点树脂磨具精 品 课 程.华中科技大学材料科学与工程学院EAMP材料成形装备及自动化金属薄板成形件低熔点合金上模架加热管低熔点合金模制作方法之一12首先在金属薄板成形件上，适量地钻2.5 3mm的工艺孔，用于液态金属流入；用加热管加热低熔点合金，经2小时，温度上升至150合金充分熔化；3启动压机，使上模架与金属薄板成形件一起缓慢下降压入液态金属中，低熔点合金从工艺孔流入金属薄板成形件，充满后停止加热，让金属冷却；43小时后，温度下降到65 以下时，启动压机拔出凸模。对凸凹模稍加修整，一套低熔点合金模即制作完成。第6章快速成形装备及控制精 品 课 程.材料成形装备及自动化华中科技大学材料科学与工程学院第6章快速成形装备及控制EAMP精 品 课 程.
