一种具有3d型面硬质泡沫及其加工方法
技术领域
1.本发明涉及材料的数控加工领域，具体涉及一种具有3d型面硬质泡沫及其加工方法。
背景技术：
2.目前针对具有3d型面的硬质泡沫加工，一般是需要用制作特定造型的工装来辅助加工，同时对加工设备的要求也会较高，通常需要用到五轴数控加工机床，然而对于小批量或数量不多的研发产品来说，前期的加工投入成本较高。
技术实现要素：
3.本发明的目的提供一种具有3d型面硬质泡沫的加工方法，能够免除或减少现有技术中针对泡沫加工时用的型面定位工装，尤其是复杂型面的泡沫，同时还可以降低对加工设备的要求，显著降低了加工成本。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种具有3d型面硬质泡沫的加工方法，至少包括以下步骤：
5.设计加工位置和尺寸：
6.得到泡沫粗坯的外形，确定泡沫的摆放位置，并计算出需要的3d型面的硬质泡沫大小；在所述泡沫粗坯上预留加工余量；
7.设计支撑点：
8.以选定的第一加工面为基础设定支撑点，所述支撑点自所述第一加工面延伸至第一加工面对应的泡沫粗坯表面；
9.泡沫粗坯加工：
10.将泡沫粗坯固定在加工平台上，加工形成第一加工面，然后翻转所述泡沫粗坯后通过第一加工面上的支撑点与加工平台连接，加工形成第二加工面及其他加工面；
11.清理支撑点：
12.待所述支撑点去除，得到具有所需3d型面的硬质泡沫。
13.在一些实施方式中，所述泡沫的摆放位置通过3d建模软件计算得出，当计算出的利用率≥70％时，则泡沫的摆放位置符合要求。
14.在本发明中对3d建模软件的种类不做特殊限定，例如可以是ug、solidworks、catia、pro/e中的任意一种。
15.本发明中利用率是指目标泡沫产品中包含的数量在泡沫总消耗量中所占的比重，即已被利用的泡沫与实际消耗的泡沫之比，表明材料被有效利用的程度。
16.在一些实施方式中，所述泡沫粗坯的厚度的材料两侧最高点的预留加工余量为1-6mm。
17.在一些实施方式中，所述泡沫粗坯的宽度和长度方向的预留加工余量为10-20mm。
18.本发明中预留加工余量可以规避加工放置偏差引起的加工缺料，而预留加工量过
多则会引起不必要的浪费。
19.在一些实施方式中，所述支撑点的数量包括一个或多个，每个预留支撑点处分别设定为支撑块，所述支撑点的位置与所述支撑块的中心重合。
20.进一步地，所述支撑块的最高点需要超过第一加工面的最高点，以为了起到支撑力的作用。
21.在一些实施方式中，所述支撑块为泡沫的第二加工面及其他加工面加工时提供支撑刚度，所述支撑块间距根据泡沫在加工时的挠度设置，避免因挠度过大而变形使泡沫发生破坏。
22.在一些实施方式中，所述第一加工面上布置至少一个支撑块，其中支撑块之间的间距不大于预先设定好的第一阈值，所述支撑点距其水平方向的泡沫最外缘的距离不大于预先设定好的第二阈值。
23.在一些实施方式中，所述第一阈值根据与泡沫模量和/或泡沫的最小厚度和/或泡沫加工的变形量和/或加工的压力值之间的关系确定；其中，所述第一阈值与泡沫模量、泡沫的最小厚度以及泡沫加工的变形量呈正比，所述第一阈值与加工的压力值呈反比。
24.本发明中不做特殊说明泡沫模量均是指的泡沫的压缩模量。
25.具体地，根据简支梁的挠度计算公式得到其中c指的是泡沫加工的变形量，即挠度；p为加工的压力值，e为泡沫的压缩模量，l为支撑块间距，h为加工后泡沫的最小厚度。
26.当目标泡沫的形状一旦确定之后，p为加工的压力值、泡沫的模量、加工后泡沫的最小厚度是确定的，由此可知所述支撑块间距越大，挠度越大，即变形量越大，当间距过大则会造成泡沫在加工过程中损坏的问题。
27.因此满足条件才能保证在提供支撑刚度的同时不会造成泡沫的损坏，从而确定出第一阈值，即l值。
28.所述压力的加工值通过将压力传感器固定在加工主轴上，按照设定的加工参数运转的测量值。
29.在一些实施方式中，所述第二阈值根据与泡沫模量和/或泡沫的最小厚度和/或泡沫加工的变形量和/或支撑块间距和/或加工的压力值之间的关系确定；其中，所述第二阈值与泡沫模量、泡沫的最小厚度、泡沫加工的变形量、支撑块间距呈正比，所述第二阈值与加工的压力值呈反比。
30.具体地，根据悬臂梁的挠度计算公式：其中c指的是泡沫加工的变形量，即挠度；p为加工的压力值，e为泡沫的压缩模量，l为支撑块间距，h为加工后泡沫的最小厚度，l0为支撑点距其水平方向的泡沫最外缘的距离。
31.当支撑块间距l确定之后，可知支撑点距其水平方向的泡沫最外缘的距离l0越大，所具有的挠度越大，即变形量越大，当l0过大则会造成泡沫在加工过程中损坏的问题。
32.因此满足条件才能保证在提供支撑刚度的同时不会造成泡沫的
损坏，从而确定出第二阈值，即l0值。
33.在本发明中，所要求的泡沫加工的变形量为0.2mm。
34.在一些实施方式中，所述支撑块的数量大于预先设定好的第三阈值，所述第三阈值通过泡沫长度方向和泡沫宽度方向上所需数量的乘积关系确定，其中泡沫长度方向上所需的数量与泡沫长度和/或支撑点距其水平方向的泡沫最外缘的距离和/或支撑块间距之间的关系确定，其中宽度方向上所需的数量与泡沫宽度和/或支撑点距其水平方向的泡沫最外缘的距离和/或支撑块间距之间的关系确定。
35.具体地，所述支撑块的数量的确认标准如下：
36.n1≥(l
1-2l0)/l
37.n2≥(l
2-2l0)/l
38.n≥n1×
n239.其中n1为长度方向支撑块数量(取整数)，l1为泡沫块长度；n2为宽度方向支撑块数量(取整数)，l2为泡沫块宽度；n为整块泡沫上支撑块的数量(取整数)。
40.本发明分别从泡沫的长度方向和宽度方向确定出各自方向上需要的支撑块数量，从而确定出整个泡沫第一加工面上的支撑块的总数量，所述支撑块的数量可以大于等于n值，若小于n值，则会导致泡沫的支撑刚度不够而使得泡沫被压坏或变形，从而进一步确定出第三阈值，即n值。
41.在一些实施方式中，所述支撑块的截面积大于等于第四阈值，所述第四阈值基于泡沫模量和强度两个维度分别确定支撑块的截面积，取二者的最大值。
42.在一些实施方式中，所述支撑块的截面形状包括但不限于方形或圆形。
43.具体地，基于泡沫模量维度，由模量＝压力/(截面积
×
加工变形量)可进一步得到s1＝p/(xe
×
c)，其中p为加工的压力值，e为泡沫的压缩模量，c为泡沫加工的变形量，x为支撑块的数量；基于强度维度，由压缩强度＝压力/截面积可进一步得到s2＝p/(x
×
p1)，其中p1为泡沫的压缩强度，取s1和s2的最大值，从而确定出泡沫在加工过程中不被压坏的支撑块的最大截面积s，进一步在保证足够的支撑效果的同时也能减少支撑块数量的设置，保证加工效率。
44.在一些实施方式中，所述泡沫粗坯固定的方式包括真空吸附或粘接。
45.优选地，所述粘接的方式包括双面胶带或胶，本发明对胶的种类不做特殊限制。
46.在一些实施方式中，所述第一加工面预留的支撑点与加工平台连接方式包括粘接和/或卡槽，所述粘接的方式包括双面胶带或胶，可列举的连接方式包括双面胶带、胶、卡槽、胶和卡槽的复合定位，实现定位作用，以便于加工第二加工面及其他加工面。
47.在一些实施方式中，所述加工用的设备包括三轴数控加工中心，参数设置包括：转速6000～12000rpm，进给速度5000～12000mm/min。
48.优选地，所述三轴数控加工中心的参数还包括切深为粗加工10-20mm，切深为精加工1-2mm，切深为精加工10-20mm，精加工的步距为0.5-2mm。
49.通过采用三轴数控加工中心并对参数进行一定的调控，不仅降低了传统加工硬质泡沫的设备要求，降低了加工成本，同时能够使得泡沫的形状加工精度较高，更加符合设计要求。
50.在一些实施方式中，所述清理支撑点的方式包括但不限于切屑和打磨，以得到完
整的3d型面。
51.本发明对泡沫的种类不做特殊限定，包括但不限于pmi泡沫、pet泡沫。
52.本发明的另一方面提供了一种通过上述加工方法得到的具有3d型面的硬质泡沫。
53.本发明的有益效果：本发明通过特定的加工方法，能够减少和免除泡沫加工时用的型面定位工装，尤其对于复杂型面的泡沫加工，同时可以降低对加工机床设备的要求，采用3轴数控加工中心就可以完成复杂曲面的加工，减少或不使用常用的五轴加工设备，降低了加工成本，同时通过调控加工参数，能够使所加工形状的精度更高，使目标泡沫产品更加贴合设计要求；且通过特定的方式确定出最佳的支撑块间距、支撑块的数量和大小，不仅避免了泡沫在加工过程中出现被压坏的问题，而且在保证足够支撑刚度的同时最大限地减少成本、提高加工效率。
附图说明
54.图1是本发明中实施例1中泡沫粗坯的示意图；
55.图2是本发明中实施例1中在完成第一加工面加工的泡沫示意图；
56.图3是本发明中实施例1中进行第二加工面加工之前的泡沫示意图；
57.图中，1、第一加工面；2、第二加工面；3、支撑块。
具体实施方式
58.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
59.实施例1
60.一种具有3d型面硬质泡沫的加工方法，包括以下步骤：
61.(1)设计加工位置和尺寸
62.获取原始泡沫，设计出目标泡沫的形状，即泡沫粗坯如图1所示，采用3d建模软件计算出泡沫粗坯的体积，确定出泡沫的摆放位置，并计算出需要的泡沫大小；分别在泡沫粗坯的厚度、长度、宽度方向预留加工余量；
63.(2)设计支撑点
64.以选定的第一加工面1为基础设定支撑点，所述支撑点自所述第一加工面1延伸至第一加工面1对应的泡沫粗坯表面；
65.(3)泡沫粗坯加工
66.将泡沫粗坯固定在加工平台上，先进行第一加工面1的加工，加工完成后如图2所示，然后翻转所述泡沫粗坯后通过第一加工面1上的支撑点与加工平台连接，再进行第二加工面2的加工，如图3所示；
67.(4)清理支撑点
68.待所有加工面的加工之后，将支撑点通过切屑和打磨去除，即得到具有所需3d型面的硬质泡沫。
69.所述3d建模软件计算出的利用率≥70％，则泡沫的摆放位置符合要求。
70.所述泡沫粗坯的厚度的材料两侧最高点的预留加工余量为4mm。
71.所述泡沫粗坯的宽度和长度方向的预留加工余量为15mm。
72.所述支撑点的数量包括2个，每个支撑点处分别设定为支撑块3，所述支撑点的位置与所述支撑块3的中心重合。
73.所述支撑块3的最高点需要超过第一加工面1的最高点，以为了起到支撑力的作用。
74.所述支撑块3为泡沫的第二加工面2加工时提供支撑刚度，所述支撑块3间距根据泡沫在加工时的挠度设置，避免因挠度过大而变形使泡沫发生破坏。
75.所述第一加工面1上布置2个支撑块3，其中支撑块3之间的间距不大于预先设定好的第一阈值，所述支撑点距其水平方向的泡沫最外缘的距离不大于预先设定好的第二阈值。
76.所述第一阈值根据与泡沫模量和泡沫的最小厚度和泡沫加工的变形量和加工的压力值之间的关系确定；
77.具体地，根据简支梁的挠度计算公式得到其中c指的是泡沫加工的变形量，即挠度；p为加工的压力值，e为泡沫的压缩模量，l为支撑块间距，h为加工后泡沫的最小厚度。
78.所述第一阈值满足才能保证在提供支撑刚度的同时不会造成泡沫的损坏。
79.所述压力的加工值通过将压力传感器固定在加工主轴上，按照设定的加工参数运转的测量值。
80.所述第二阈值根据与泡沫模量和泡沫的最小厚度和泡沫加工的变形量和支撑块间距和加工的压力值之间的关系确定；
81.根据悬臂梁的挠度计算公式：其中c指的是泡沫加工的变形量，即挠度；p为加工的压力值，e为泡沫的压缩模量，l为支撑块间距，h为加工后泡沫的最小厚度，l0为支撑点距其水平方向的泡沫最外缘的距离。
82.所述第二阈值满足才能保证在提供支撑刚度的同时不会造成泡沫的损坏。
83.所述泡沫加工的变形量为0.2mm。
84.所述支撑块3的数量大于预先设定好的第三阈值，所述第三阈值通过泡沫长度方向和泡沫宽度方向上所需数量的乘积关系确定，其中泡沫长度方向上所需的数量与泡沫长度和支撑点距其水平方向的泡沫最外缘的距离和支撑块3间距之间的关系确定，其中宽度方向上所需的数量与泡沫宽度和支撑点距其水平方向的泡沫最外缘的距离和支撑块3间距之间的关系确定。
85.所述支撑块3的数量的确认标准如下：
86.n1≥(l
1-2l0)/l
87.n2≥(l
2-2l0)/l
88.n≥n1×
n289.其中n1为长度方向支撑块数量(取整数)，l1为泡沫块长度；n2为宽度方向支撑块数量(取整数)，l2为泡沫块宽度；n为整块泡沫上支撑块的数量(取整数)。
90.所述第三阈值即为n的取值范围。
91.所述支撑块3的截面积大于等于第四阈值，所述第四阈值基于泡沫模量和强度两个维度分别确定支撑块3的截面积，取二者的最大值。
92.所述支撑块3的截面形状为方形。
93.具体地，基于泡沫模量维度，由模量＝压力/(截面积
×
加工变形量)可进一步得到s1＝p/(2e
×
c)，其中p为加工的压力值，e为泡沫的压缩模量，c为泡沫加工的变形量；基于强度维度，由压缩强度＝压力/截面积可进一步得到s2＝p/(2
×
p1)，其中p1为泡沫的压缩强度，取s1和s2的最大值，从而确定出泡沫在加工过程中不被压坏的支撑块3的最大截面积s，进一步在保证足够的支撑效果的同时也能减少支撑块3数量的设置，保证加工效率。
94.所述泡沫粗坯固定的方式为真空吸附。
95.所述第一加工面1上的支撑点与加工平台通过卡槽连接。
96.所述加工用的设备包括三轴数控加工中心，参数设置包括：转速10000rpm，进给速度8500mm/min，切深为粗加工15mm，切深为精加工2mm，切深为精加工12mm，精加工的步距为1.2mm。
97.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
技术领域
1.本发明涉及材料的数控加工领域，具体涉及一种具有3d型面硬质泡沫及其加工方法。
背景技术：
2.目前针对具有3d型面的硬质泡沫加工，一般是需要用制作特定造型的工装来辅助加工，同时对加工设备的要求也会较高，通常需要用到五轴数控加工机床，然而对于小批量或数量不多的研发产品来说，前期的加工投入成本较高。
技术实现要素：
3.本发明的目的提供一种具有3d型面硬质泡沫的加工方法，能够免除或减少现有技术中针对泡沫加工时用的型面定位工装，尤其是复杂型面的泡沫，同时还可以降低对加工设备的要求，显著降低了加工成本。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种具有3d型面硬质泡沫的加工方法，至少包括以下步骤：
5.设计加工位置和尺寸：
6.得到泡沫粗坯的外形，确定泡沫的摆放位置，并计算出需要的3d型面的硬质泡沫大小；在所述泡沫粗坯上预留加工余量；
7.设计支撑点：
8.以选定的第一加工面为基础设定支撑点，所述支撑点自所述第一加工面延伸至第一加工面对应的泡沫粗坯表面；
9.泡沫粗坯加工：
10.将泡沫粗坯固定在加工平台上，加工形成第一加工面，然后翻转所述泡沫粗坯后通过第一加工面上的支撑点与加工平台连接，加工形成第二加工面及其他加工面；
11.清理支撑点：
12.待所述支撑点去除，得到具有所需3d型面的硬质泡沫。
13.在一些实施方式中，所述泡沫的摆放位置通过3d建模软件计算得出，当计算出的利用率≥70％时，则泡沫的摆放位置符合要求。
14.在本发明中对3d建模软件的种类不做特殊限定，例如可以是ug、solidworks、catia、pro/e中的任意一种。
15.本发明中利用率是指目标泡沫产品中包含的数量在泡沫总消耗量中所占的比重，即已被利用的泡沫与实际消耗的泡沫之比，表明材料被有效利用的程度。
16.在一些实施方式中，所述泡沫粗坯的厚度的材料两侧最高点的预留加工余量为1-6mm。
17.在一些实施方式中，所述泡沫粗坯的宽度和长度方向的预留加工余量为10-20mm。
18.本发明中预留加工余量可以规避加工放置偏差引起的加工缺料，而预留加工量过
多则会引起不必要的浪费。
19.在一些实施方式中，所述支撑点的数量包括一个或多个，每个预留支撑点处分别设定为支撑块，所述支撑点的位置与所述支撑块的中心重合。
20.进一步地，所述支撑块的最高点需要超过第一加工面的最高点，以为了起到支撑力的作用。
21.在一些实施方式中，所述支撑块为泡沫的第二加工面及其他加工面加工时提供支撑刚度，所述支撑块间距根据泡沫在加工时的挠度设置，避免因挠度过大而变形使泡沫发生破坏。
22.在一些实施方式中，所述第一加工面上布置至少一个支撑块，其中支撑块之间的间距不大于预先设定好的第一阈值，所述支撑点距其水平方向的泡沫最外缘的距离不大于预先设定好的第二阈值。
23.在一些实施方式中，所述第一阈值根据与泡沫模量和/或泡沫的最小厚度和/或泡沫加工的变形量和/或加工的压力值之间的关系确定；其中，所述第一阈值与泡沫模量、泡沫的最小厚度以及泡沫加工的变形量呈正比，所述第一阈值与加工的压力值呈反比。
24.本发明中不做特殊说明泡沫模量均是指的泡沫的压缩模量。
25.具体地，根据简支梁的挠度计算公式得到其中c指的是泡沫加工的变形量，即挠度；p为加工的压力值，e为泡沫的压缩模量，l为支撑块间距，h为加工后泡沫的最小厚度。
26.当目标泡沫的形状一旦确定之后，p为加工的压力值、泡沫的模量、加工后泡沫的最小厚度是确定的，由此可知所述支撑块间距越大，挠度越大，即变形量越大，当间距过大则会造成泡沫在加工过程中损坏的问题。
27.因此满足条件才能保证在提供支撑刚度的同时不会造成泡沫的损坏，从而确定出第一阈值，即l值。
28.所述压力的加工值通过将压力传感器固定在加工主轴上，按照设定的加工参数运转的测量值。
29.在一些实施方式中，所述第二阈值根据与泡沫模量和/或泡沫的最小厚度和/或泡沫加工的变形量和/或支撑块间距和/或加工的压力值之间的关系确定；其中，所述第二阈值与泡沫模量、泡沫的最小厚度、泡沫加工的变形量、支撑块间距呈正比，所述第二阈值与加工的压力值呈反比。
30.具体地，根据悬臂梁的挠度计算公式：其中c指的是泡沫加工的变形量，即挠度；p为加工的压力值，e为泡沫的压缩模量，l为支撑块间距，h为加工后泡沫的最小厚度，l0为支撑点距其水平方向的泡沫最外缘的距离。
31.当支撑块间距l确定之后，可知支撑点距其水平方向的泡沫最外缘的距离l0越大，所具有的挠度越大，即变形量越大，当l0过大则会造成泡沫在加工过程中损坏的问题。
32.因此满足条件才能保证在提供支撑刚度的同时不会造成泡沫的
损坏，从而确定出第二阈值，即l0值。
33.在本发明中，所要求的泡沫加工的变形量为0.2mm。
34.在一些实施方式中，所述支撑块的数量大于预先设定好的第三阈值，所述第三阈值通过泡沫长度方向和泡沫宽度方向上所需数量的乘积关系确定，其中泡沫长度方向上所需的数量与泡沫长度和/或支撑点距其水平方向的泡沫最外缘的距离和/或支撑块间距之间的关系确定，其中宽度方向上所需的数量与泡沫宽度和/或支撑点距其水平方向的泡沫最外缘的距离和/或支撑块间距之间的关系确定。
35.具体地，所述支撑块的数量的确认标准如下：
36.n1≥(l
1-2l0)/l
37.n2≥(l
2-2l0)/l
38.n≥n1×
n239.其中n1为长度方向支撑块数量(取整数)，l1为泡沫块长度；n2为宽度方向支撑块数量(取整数)，l2为泡沫块宽度；n为整块泡沫上支撑块的数量(取整数)。
40.本发明分别从泡沫的长度方向和宽度方向确定出各自方向上需要的支撑块数量，从而确定出整个泡沫第一加工面上的支撑块的总数量，所述支撑块的数量可以大于等于n值，若小于n值，则会导致泡沫的支撑刚度不够而使得泡沫被压坏或变形，从而进一步确定出第三阈值，即n值。
41.在一些实施方式中，所述支撑块的截面积大于等于第四阈值，所述第四阈值基于泡沫模量和强度两个维度分别确定支撑块的截面积，取二者的最大值。
42.在一些实施方式中，所述支撑块的截面形状包括但不限于方形或圆形。
43.具体地，基于泡沫模量维度，由模量＝压力/(截面积
×
加工变形量)可进一步得到s1＝p/(xe
×
c)，其中p为加工的压力值，e为泡沫的压缩模量，c为泡沫加工的变形量，x为支撑块的数量；基于强度维度，由压缩强度＝压力/截面积可进一步得到s2＝p/(x
×
p1)，其中p1为泡沫的压缩强度，取s1和s2的最大值，从而确定出泡沫在加工过程中不被压坏的支撑块的最大截面积s，进一步在保证足够的支撑效果的同时也能减少支撑块数量的设置，保证加工效率。
44.在一些实施方式中，所述泡沫粗坯固定的方式包括真空吸附或粘接。
45.优选地，所述粘接的方式包括双面胶带或胶，本发明对胶的种类不做特殊限制。
46.在一些实施方式中，所述第一加工面预留的支撑点与加工平台连接方式包括粘接和/或卡槽，所述粘接的方式包括双面胶带或胶，可列举的连接方式包括双面胶带、胶、卡槽、胶和卡槽的复合定位，实现定位作用，以便于加工第二加工面及其他加工面。
47.在一些实施方式中，所述加工用的设备包括三轴数控加工中心，参数设置包括：转速6000～12000rpm，进给速度5000～12000mm/min。
48.优选地，所述三轴数控加工中心的参数还包括切深为粗加工10-20mm，切深为精加工1-2mm，切深为精加工10-20mm，精加工的步距为0.5-2mm。
49.通过采用三轴数控加工中心并对参数进行一定的调控，不仅降低了传统加工硬质泡沫的设备要求，降低了加工成本，同时能够使得泡沫的形状加工精度较高，更加符合设计要求。
50.在一些实施方式中，所述清理支撑点的方式包括但不限于切屑和打磨，以得到完
整的3d型面。
51.本发明对泡沫的种类不做特殊限定，包括但不限于pmi泡沫、pet泡沫。
52.本发明的另一方面提供了一种通过上述加工方法得到的具有3d型面的硬质泡沫。
53.本发明的有益效果：本发明通过特定的加工方法，能够减少和免除泡沫加工时用的型面定位工装，尤其对于复杂型面的泡沫加工，同时可以降低对加工机床设备的要求，采用3轴数控加工中心就可以完成复杂曲面的加工，减少或不使用常用的五轴加工设备，降低了加工成本，同时通过调控加工参数，能够使所加工形状的精度更高，使目标泡沫产品更加贴合设计要求；且通过特定的方式确定出最佳的支撑块间距、支撑块的数量和大小，不仅避免了泡沫在加工过程中出现被压坏的问题，而且在保证足够支撑刚度的同时最大限地减少成本、提高加工效率。
附图说明
54.图1是本发明中实施例1中泡沫粗坯的示意图；
55.图2是本发明中实施例1中在完成第一加工面加工的泡沫示意图；
56.图3是本发明中实施例1中进行第二加工面加工之前的泡沫示意图；
57.图中，1、第一加工面；2、第二加工面；3、支撑块。
具体实施方式
58.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
59.实施例1
60.一种具有3d型面硬质泡沫的加工方法，包括以下步骤：
61.(1)设计加工位置和尺寸
62.获取原始泡沫，设计出目标泡沫的形状，即泡沫粗坯如图1所示，采用3d建模软件计算出泡沫粗坯的体积，确定出泡沫的摆放位置，并计算出需要的泡沫大小；分别在泡沫粗坯的厚度、长度、宽度方向预留加工余量；
63.(2)设计支撑点
64.以选定的第一加工面1为基础设定支撑点，所述支撑点自所述第一加工面1延伸至第一加工面1对应的泡沫粗坯表面；
65.(3)泡沫粗坯加工
66.将泡沫粗坯固定在加工平台上，先进行第一加工面1的加工，加工完成后如图2所示，然后翻转所述泡沫粗坯后通过第一加工面1上的支撑点与加工平台连接，再进行第二加工面2的加工，如图3所示；
67.(4)清理支撑点
68.待所有加工面的加工之后，将支撑点通过切屑和打磨去除，即得到具有所需3d型面的硬质泡沫。
69.所述3d建模软件计算出的利用率≥70％，则泡沫的摆放位置符合要求。
70.所述泡沫粗坯的厚度的材料两侧最高点的预留加工余量为4mm。
71.所述泡沫粗坯的宽度和长度方向的预留加工余量为15mm。
72.所述支撑点的数量包括2个，每个支撑点处分别设定为支撑块3，所述支撑点的位置与所述支撑块3的中心重合。
73.所述支撑块3的最高点需要超过第一加工面1的最高点，以为了起到支撑力的作用。
74.所述支撑块3为泡沫的第二加工面2加工时提供支撑刚度，所述支撑块3间距根据泡沫在加工时的挠度设置，避免因挠度过大而变形使泡沫发生破坏。
75.所述第一加工面1上布置2个支撑块3，其中支撑块3之间的间距不大于预先设定好的第一阈值，所述支撑点距其水平方向的泡沫最外缘的距离不大于预先设定好的第二阈值。
76.所述第一阈值根据与泡沫模量和泡沫的最小厚度和泡沫加工的变形量和加工的压力值之间的关系确定；
77.具体地，根据简支梁的挠度计算公式得到其中c指的是泡沫加工的变形量，即挠度；p为加工的压力值，e为泡沫的压缩模量，l为支撑块间距，h为加工后泡沫的最小厚度。
78.所述第一阈值满足才能保证在提供支撑刚度的同时不会造成泡沫的损坏。
79.所述压力的加工值通过将压力传感器固定在加工主轴上，按照设定的加工参数运转的测量值。
80.所述第二阈值根据与泡沫模量和泡沫的最小厚度和泡沫加工的变形量和支撑块间距和加工的压力值之间的关系确定；
81.根据悬臂梁的挠度计算公式：其中c指的是泡沫加工的变形量，即挠度；p为加工的压力值，e为泡沫的压缩模量，l为支撑块间距，h为加工后泡沫的最小厚度，l0为支撑点距其水平方向的泡沫最外缘的距离。
82.所述第二阈值满足才能保证在提供支撑刚度的同时不会造成泡沫的损坏。
83.所述泡沫加工的变形量为0.2mm。
84.所述支撑块3的数量大于预先设定好的第三阈值，所述第三阈值通过泡沫长度方向和泡沫宽度方向上所需数量的乘积关系确定，其中泡沫长度方向上所需的数量与泡沫长度和支撑点距其水平方向的泡沫最外缘的距离和支撑块3间距之间的关系确定，其中宽度方向上所需的数量与泡沫宽度和支撑点距其水平方向的泡沫最外缘的距离和支撑块3间距之间的关系确定。
85.所述支撑块3的数量的确认标准如下：
86.n1≥(l
1-2l0)/l
87.n2≥(l
2-2l0)/l
88.n≥n1×
n289.其中n1为长度方向支撑块数量(取整数)，l1为泡沫块长度；n2为宽度方向支撑块数量(取整数)，l2为泡沫块宽度；n为整块泡沫上支撑块的数量(取整数)。
90.所述第三阈值即为n的取值范围。
91.所述支撑块3的截面积大于等于第四阈值，所述第四阈值基于泡沫模量和强度两个维度分别确定支撑块3的截面积，取二者的最大值。
92.所述支撑块3的截面形状为方形。
93.具体地，基于泡沫模量维度，由模量＝压力/(截面积
×
加工变形量)可进一步得到s1＝p/(2e
×
c)，其中p为加工的压力值，e为泡沫的压缩模量，c为泡沫加工的变形量；基于强度维度，由压缩强度＝压力/截面积可进一步得到s2＝p/(2
×
p1)，其中p1为泡沫的压缩强度，取s1和s2的最大值，从而确定出泡沫在加工过程中不被压坏的支撑块3的最大截面积s，进一步在保证足够的支撑效果的同时也能减少支撑块3数量的设置，保证加工效率。
94.所述泡沫粗坯固定的方式为真空吸附。
95.所述第一加工面1上的支撑点与加工平台通过卡槽连接。
96.所述加工用的设备包括三轴数控加工中心，参数设置包括：转速10000rpm，进给速度8500mm/min，切深为粗加工15mm，切深为精加工2mm，切深为精加工12mm，精加工的步距为1.2mm。
97.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
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