本发明专利技术公开了一种拼焊板在金属板料渐进成形中成形极限测试方法，在三维造型软件中构建成形所需的零件模型，并生成数控代码；将拼焊板料安装在夹具支撑板与压板之间，通过在支撑板上划线确定焊缝偏移位置；使用工具头对板料进行成形，当焊缝出现破裂时停止加工，并测量破裂位置的深度；依据破裂深度，在模型上读取破裂位置处焊缝切线同第一主应变位置的夹角，绘制该夹角同成形角度的关系曲线。本发明专利技术提供的一种拼焊板在金属板料渐进成形中成形极限测试方法，操作步骤简便；仅仅需要进行少量板料的成形就可以得到绘制曲线所需要的数据；本设计得到的破裂成形φ-θ图可以为拼焊板在金属板料渐进成形中的成形极限测定提供依据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于金属板料成形
技术介绍
金属板料渐进成形技术一种适用于单件、小批量钣金产品的柔性制造技术。该技术借助“分层制造”的思想，采用成形工具头在数控系统的控制下做等高线运动，将板料逐层成形。该成形方法省去了高昂的模具制造费用，使钣金产品的生产实现了数字化和定制化。拼焊板目前已经广泛应用于汽车、航空航天等领域。拼焊板的主要优点:可以同时兼顾钣金零件的强度和重量，由于拼焊板焊缝两侧的板料厚度不一致，因此可根据使用要求将厚板用在对强度要求较高的一侧。这样，对于整个零件来说，厚板一侧可以保证零件具有足够的强度，而薄板一侧则降低了零件的重量。目前，关于拼焊板渐进成形的研究较少，研究结果表明，影响焊缝成形质量的因素有以下两点:焊缝方向同第一主应变方向的夹角和焊缝的变形。若夹角和变形过大，会导致焊缝的破裂。因此，提出一种测定拼焊板在渐进成形中成形极限的测试方法，可以在设计过程中避免这两个因素超过极限值，避免在成形过程中造成材料和工时的浪费。
技术实现思路
目的:为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供。技术方案:为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为: ，包括如下步骤: 步骤一:在CAD/CAM软件中建立多个零件模型，所述零件模型设置为不同成形角度的圆锥形零件模型，所述成形角度设置为Θ，并依据圆锥形零件模型生成数控代码； 步骤二:在渐进成形机床上安置板料，对于不同成形角度的圆锥形零件，焊缝距离圆锥形零件中线设置不同偏移量； 步骤三:启动机床成形圆锥形零件，当焊缝破裂时停止加工；每个圆锥形零件，至少成形三次； 步骤四:测量焊缝破裂点深度h，并在CAD模型中读取焊缝破裂点切线方向与第一主应变方向的夹角Φ，所述第一主应变方向设置为圆锥形零件母线方向； 步骤五:汇总θ、φ试验数据，得到Φ - Θ曲线； 步骤六:实际加工时，对比零件模型焊缝中一点的θ、φ值，如出现在所绘Φ-Θ曲线下方时，表示该点在成形过程中安全，反之则会破裂。所述圆锥形零件模型顶部直径设置为110mm，所述不同成形角Θ分别设置为50°或 55° 或 60°。所述焊缝距离中线不同偏移量分别设置为30mm或28mm或25mm。作为优选方案，所述零件模型设置为复杂零件模型，所述复杂零件模型的焊缝沿Z轴方向的投影为曲线，复杂零件型面为复杂曲面；则θ、φ获取步骤如下: 步骤一:在CAD软件中导入复杂零件模型，依据渐进形剪切变形的基本原理，成形后焊缝形状为初始形状沿Z轴方向在模型侧壁上的投影；然后在焊缝上选取多个取样点，对于一个取样点，做过取样点的水平面、模型的交线，然后将交线投影到取样点的切平面上，在切平面上过取样点做交线投影线的垂线，得到第一主应变方向，第一主应变方向与取样点处焊缝切线的夹角即为Φ角； 步骤二:取样点处法线方向同Z轴夹角即为Θ角； 步骤三:取不同取样点，分别得到θ、φ的值，绘制Φ-Θ曲线。有益效果:本专利技术提供的，操作步骤简便；仅仅需要进行少量板料的成形就可以得到绘制曲线所需要的数据；本设计得到的破裂成形Φ-Θ图可以为拼焊板在金属板料渐进成形中的成形极限测定提供依据，填补了以往研究工作的空白。【附图说明】图1为本专利技术的金属板料俯视图； 图2为本专利技术的金属板料渐进成形加工示意图； 图3为本专利技术的焊缝破裂点与第一主应变方向夹角示意图； 图4为本专利技术的Φ _ Θ曲线不意图； 图5为本专利技术的复杂零件模型Φ角判定示意图； 图6为本专利技术的复杂零件模型成形后焊缝、初始焊缝沿Z轴方向投影关系图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。—种拼焊板在金属板料渐进成形中成形极限测试方法主要包含试验和数据读取两部分工作。具体包括如下步骤: 步骤一:在三维造型软件中构建成形需要的几何模型，如不同成形角度Θ的圆锥形零件；步骤二:如图1、2所示，把夹具底座I安装在渐进成形机床工作台上，然后将支撑板2、压板3依次放置，在支撑板2上划线，确定焊缝6偏移量I，在支撑板2和压板3中间放置板料4，放置时，焊缝6需对准支撑板2上的划线。用紧固螺栓把支撑板2和压板3固定在夹具底座I上。用成形工具头5触碰压板3的内边缘和板料4的上表面，建立成形坐标系；步骤三:生成第一步中所有模型的数控加工代码，并导入渐进成形机床； 步骤四:通过工具头5对板料4进行渐进成形，焊缝6破裂后测量焊缝破裂点深度h ;步骤五:依据渐进形剪切变形的基本原理，成形后焊缝6形状为其初始焊缝形状沿Z轴方向在模型侧壁上的投影；如图3所示，在CAD模型中测量焊缝破裂点切线8方向同第一主应变方向7 (模型母线方向)的夹角Φ ； 步骤六:汇总试验数据，如图4所示，绘制Φ-Θ曲线。如图5所示，如果加工复杂零件模型，焊缝6沿Z轴方向的投影为曲线，零件型面为复杂曲面时，θ、φ获取步骤如下: 步骤一:在CAD软件中导入复杂零件模型，依据渐进形剪切变形的基本原理，如图6所示，成形后焊缝6形状为其初始形状沿Z轴方向在模型侧壁上的投影；然后在焊缝6上选取若干取样点，对于某一取样点，做过取样点的水平面9与模型的交线10，然后将交线10投影到取样点的切平面上，在切平面上过取样点做交线10投影线的垂线11，垂线11方向即为第一主应变方向，第一主应变方向与取样点处焊缝切线12的夹角即为Φ角； 步骤二:取样点处法线方向同Z轴夹角即为Θ角； 步骤三:取不同取样点，分别得到θ、φ的值，绘制Φ-Θ曲线。实际使用时，但所要加工模型中焊缝中某点的θ、φ值，出现在所绘φ- Θ曲线下方时，表示该点在成形过程中安全，反之则会破裂。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出:对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。【主权项】1.，其特征在于:包括如下步骤: 步骤一:在CAD/CAM软件中建立多个零件模型，所述零件模型设置为不同成形角度的圆锥形零件模型，所述成形角度设置为Θ，并依据圆锥形零件模型生成数控代码； 步骤二:在渐进成形机床上安置板料，对于不同成形角度的圆锥形零件，焊缝距离圆锥形零件中线设置不同偏移量； 步骤三:启动机床成形圆锥形零件，当焊缝破裂时停止加工；每个圆锥形零件，至少成形三次； 步骤四:测量焊缝破裂点深度h，并在CAD模型中读取焊缝破裂点切线方向与第一主应变方向的夹角Φ，所述第一主应变方向设置为圆锥形零件母线方向； 步骤五:汇总θ、φ试验数据，得到Φ - Θ曲线； 步骤六:实际加工时，对比零件模型焊缝中一点的θ、φ值，如出现在所绘Φ-Θ曲线下方时，表示该点在成形过程中安全，反之则会破裂。2.根据权利要求1所述的，其特征在于:所述圆锥形零件模型顶部直径设置为110mm，所述不同成形角Θ分别设置为50°或 55° 或 60°。3.根据权利要求1所述的，其特征在于:所述焊缝距离中线不同偏移量分别设置为30mm或28mm或25mm。4.根据权利要求1所述的，其特征在于:所述零件模型设置为复杂零件模型，所述复杂零件模型的焊缝沿Z轴方向的投影为曲线，复杂零件型面为复杂曲面；则θ、φ获取步骤如下: 步骤一:在CAD软件中导入复杂零件模型，依据渐进形剪切变形的基本原理，成形后焊缝本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种拼焊板在金属板料渐进成形中成形极限测试方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：在CAD/CAM软件中建立多个零件模型，所述零件模型设置为不同成形角度的圆锥形零件模型，所述成形角度设置为θ，并依据圆锥形零件模型生成数控代码；步骤二：在渐进成形机床上安置板料，对于不同成形角度的圆锥形零件，焊缝距离圆锥形零件中线设置不同偏移量；步骤三：启动机床成形圆锥形零件，当焊缝破裂时停止加工；每个圆锥形零件，至少成形三次；步骤四：测量焊缝破裂点深度h，并在CAD模型中读取焊缝破裂点切线方向与第一主应变方向的夹角φ，所述第一主应变方向设置为圆锥形零件母线方向；步骤五：汇总θ、φ试验数据，得到φ‑θ曲线；步骤六：实际加工时，对比零件模型焊缝中一点的θ、φ值，如出现在所绘φ‑θ曲线下方时，表示该点在成形过程中安全，反之则会破裂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：史晓帆，查光成，吴梦陵，陆传凯，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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