一種採用步進式數控衝壓製作大面積周期網格材料的方法

2023-05-07 00:42:21 2

專利名稱：一種採用步進式數控衝壓製作大面積周期網格材料的方法
技術領域：
本發明涉及一種大面積周期網格材料的製備方法，特別涉及一種採用步進式數控衝壓 製作大面積周期網格材料的方法。
背景技術：
近幾年，人工結構材料的金屬網格結構在越來越多的方面發揮了作用，由於人工結構 材料的金屬網格加工精度、層間距等結構參數對材料的性能影響很大，需要在很薄的金屬 片上加工數量大、間隔小、精度高的網格周期結構，同時保證金屬網格加工後邊緣整齊、 無變形，因此金屬網格結構的加工成為人工材料加工製造的重點和難點。
目前，無法利用單一的傳統機械加工或微細加工方法製備同時滿足上述要求的金屬網 格結構。目前已有的幾種加工方案有雷射切割，雷射打標，模具衝壓，和電火花線切割 技術。雷射切割技術加工速度快，周期短，加工的金屬網格邊緣變形小，可以用於靈活加 工各種尺寸圖形，但是所需設備昂貴，成本高，並且網格邊緣有少量燒蝕痕跡，光潔度差， 加工精度一般受光斑影響；雷射打標技術加工速度慢，周期較長，加工的金屬網格邊緣變
形小，可以靈活加工各種尺寸的圖形，但是設備昂貴，成本高，網格邊緣有明顯的燒蝕痕 跡，光潔度差，加工精度不高受雷射光斑影響，並且行程受限，要擴大行程需改加行程導
軌；電火花線切割技術加工窗口邊緣齊整，變形小，加工精度高，但是其製作周期長，工 藝複雜，成品率低。普通模具衝壓技術製作的金屬網格邊緣光潔度好，加工速度較快，周 期較短，成本低，但是在大面積加工的時候會有少量變形，且大面積結構複雜的衝壓模具 製作成本高昂。

發明內容
本發明要解決的技術問題是針對現有技術的不足，通過利用數控步進裝置控制模具 衝壓頭與金屬材料的相對位置，將衝壓頭逐步移動，實現大面積周期網格材料的製作。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是 一種採用步進式數控衝壓製作大面積周 期網格材料的方法。
其特徵在於步驟如下-
(1) 選擇所要加工的金屬薄片，根據實際需要對其進行分區；
(2) 將模具衝壓頭設計成包含簡單圖形的結構，其中模具衝壓頭的大小應該小於或者
等於所分區的大小；
(3) 將模具衝壓頭中心對準金屬薄片上一個需要加工的區域的中心，進行衝壓；
(4) 利用數控步進裝置控制模具衝壓頭與金屬薄片的相對位置，將衝壓頭逐步移動， 選擇需要衝壓的區域；
(5) 重複步驟(3)和步驟(4),直到完成對所有區域的衝壓，完成大面積的周期網 格材料的製作。
所述的步驟(1)中所選擇的可以加工的金屬薄片的材料可以為金，銀，銅，鋁，紫銅 以及錫青銅。
所述的步驟(1)中所選擇的金屬材料的厚度為0.1mm lmm。
所述的步驟(1)中選擇的所要加工的金屬材料的面積可以根據實際需要在製作過程中 靈活改變，可以為5釐米X5釐米到50釐米X50釐米。
所述的步驟(2)中的模具衝壓頭可以包含一到四個單元圖形。
所述的步驟(2)中的模具衝壓頭根據實際需要可以設計成方形，矩形，六邊形，圓形， 三角形以及任意形狀。
所述的步驟(4)中的逐步移動是先橫向移動需要的步長再縱向移動需要的步長，或者 先縱向移動需要的步長再橫向移動需要的步長，最終移動到所需要衝壓的區域。 本發明與現有技術相比所具有的優點是
(1) 跟雷射切割工藝方法相比本發明所採用的方法所需成本低；
(2) 與雷射打標工藝方法相比本發明所採用的製作速度快，廚期短；
(3) 與電火花線切割工藝方法相比本發明所採用的製作周期短，工藝簡單，成品
率高；
(4) 與現有普通的模具衝壓技術方法相比本發明採用了含單元結構的衝壓頭結構，
避免了衝壓過程中引起的變形，並且加工面積可以根據實際需要靈活確定；並且結構簡單
的衝壓頭製作成本低。


圖1是本發明實施例中將金屬片分區示意圖2是本發明實施例中將第一個區域採用含四個單元結構的模具衝壓頭進行衝壓； 圖3是本發明實施例中對各個區域依次衝壓的過程示意圖 圖4為製作完成的結構示意圖； 圖中:l為金屬材料，2為衝壓後形成的通孔。
具體實施例方式
下面結合附圖及具體實施方式
對本發明進行詳細說明，但本發明的保護範圍並不僅限 於下面實施例，應包括權利要求書中的全部內容，而且本領域技術人員從以下的一個實施 例即可實現權利要求中的全部內容。
本發明實施例具體步驟如下-
(1) 選用所要加工的金屬薄片的材料為鋁，其厚度為0.5mm，面積為30cmX30cm， 將其平均分成9個區域，每個區域的面積為10cmX10cm;
(2) 將模具衝壓頭設計成包含四個單元圖形的結構，每個單元圖形設計成方形，每個 方形的尺寸為4cmX4cm，中間間隔為lcm;
(3) 將衝壓頭對準一個需要加工的區域(選擇左上角的區域為第一個衝壓區域)，進 行衝壓，衝壓時衝壓頭中心與區域中心對準；
(4) 利用數控步進裝置控制模具衝壓頭與金屬薄片的相對位置，將衝壓頭橫向移動所 需的步長再縱向移動所需的步長，選擇下一個需要衝壓的區域；
(5) 重複步驟(3)和步驟(4)，衝壓過程示意圖如圖(2)和圖(3)所示，最終實 現對所劃分的9個區域的衝壓，如圖(4)所示， 一種周期網格材料製作完成。
權利要求
1、一種採用步進式數控衝壓製作大面積周期網格材料的方法，其特徵在於(1)選擇所要加工的金屬薄片，根據實際需要對其進行分區；(2)將模具衝壓頭設計成包含簡單圖形的結構，其中模具衝壓頭的大小應該小於或者等於所分區的大小；(3)將模具衝壓頭中心對準金屬薄片上一個需要加工的區域的中心，進行衝壓；(4)利用數控步進裝置控制模具衝壓頭與金屬薄片的相對位置，將衝壓頭逐步移動，選擇需要衝壓的區域；(5)重複步驟(3)和步驟(4)，直到完成對所有區域的衝壓，完成大面積的周期網格材料的製作。
2、 根據權利要求1所述的一種採用步進式數控衝壓製作大面積周期網格材料的方法， 其特徵在於所述的步驟(1)中所選擇的可以加工的金屬薄片的材料可以為金，銀，銅， 鋁，紫銅以及錫青銅。
3、 根據權利要求1所述的一種採用步進式數控衝壓製作大面積周期網格材料的方法， 其特徵在於所述的步驟(1)中所選擇的金屬材料的厚度為0.1mm lmm。
4、 根據權利要求1所述的一種採用步進式數控衝壓製作大面積周期網格材料的方法， 其特徵在於所述的步驟(1)中選擇的所要加工的金屬材料的面積可以根據實際需要在制 作過程中靈活改變，可以為5釐米X5釐米到50釐米X50釐米。
5、 根據權利要求1所述的一種採用步進式數控衝壓製作大面積周期網格材料的方法， 其特徵在於所述的步驟(2)中的模具衝壓頭可以包含一到四個單元圖形。
6、 根據權利要求l所述的一種採用步進式數控衝壓製作大面積周期網格材料的方法， 其特徵在於:所述的步驟(2)中的模具衝壓頭根據實際需要可以設計成方形，矩形，六邊 形，圓形，三角形以及任意形狀。
7、 根據權利要求1所述的一種採用步進式數控衝壓製作大面積周期網格材料的方法， 其特徵在於所述的步驟(4)中的逐步移動是先橫向移動需要的步長再縱向移動需要的步長，或者先縱向移動需要的步長再橫向移動需要的步長，最終移動到所需要衝壓的區域。
全文摘要
一種採用步進式數控衝壓製作大面積周期網格材料的方法，其特徵在於首先選擇所要加工的金屬材料，根據實際需要對其進行分區；然後將模具衝壓頭設計成包含簡單圖形的結構；將模具衝壓頭中心對準金屬薄片上一個需要加工的區域的中心，進行衝壓；利用數控步進裝置控制模具衝壓頭與金屬材料的相對位置，將衝壓頭逐步移動，選擇需要衝壓的區域進行衝壓，直到完成對所有區域的衝壓，便製作成大面積的周期性網格材料；本發明所採用的製作方法周期短，成本低，工藝簡單，成品率高。
文檔編號B21D28/26GK101168180SQ200710178639
公開日2008年4月30日 申請日期2007年12月3日 優先權日2007年12月3日
發明者史立芳, 杜春雷, 羅先剛, 趙澤宇 申請人:中國科學院光電技術研究所