[實用新型]柔性數控刻線器

有效

• 申請號: 200720080203.1
• 申請日: 2007-07-06
• 公開（公告）號: CN201049461Y
• 公開（公告）日: 2008-04-23
• 發明（設計）人: 張勇兵;黃佳柱
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業(集團)有限責任公司
• 主分類號: B25H7/04
• 分類號: B25H7/04
• 代理公司: 成飛（集團）公司專利中心
• 代理人: 郭純武

技術領域

本實用新型涉及一種在數控機床數控程序控制下，精確刻出復雜零件工藝刻線的刻線器。

背景技術

目前數字化加工新技術已廣泛應用于模具制造之中，復雜曲面的數控加工已有各種先進軟件實現編程并用三坐標或五坐標數控機床設備加工，數控測量的精度已達到微米級，曲面的加工手段和質量已有質的飛躍。但是，要在模具的復雜曲面上精確刻出飛機零件各種站位線、零件切割線、基準線數控機床本身還不能做到。傳統的做法是在復雜曲面上用中心鉆數控打點，然后手工連線。這種方法是目前國內制造業采用的主要方法。其優點是快速、通用，適用于各種模具材料，但其缺點也很明顯。首先是打點直徑大，一般在1毫米以上，點與點的連接難以準確找到中。從整體來看，這些刻線均為一段一段的折線，構成的連線不平滑，誤差大，容易導致鈑金零件對合后產生不均勻間隙，其次是打點深度一般超過1毫米，這些點深凹坑會嚴重影響工件表面的外觀質量；再其次是在曲面變化劇烈處刻各種小R時，點少影響刻線精度，點多影響曲面質量；次外，這些點在工件返修刻線時難以去除，新舊之間容易混淆。為了克服手工刻線的上述問題，現有技術通常以普通劃針為工具數控刻線，但在實際工作中發現這種方法存在許多問題。一是針尖部分的工作壽命非常短，有時僅能劃幾米長的刻線，要么嚴重磨損不能用，要么崩裂不能用；二是劃針在曲度不大的面上劃比較平直的線還可以，但在曲度較大的面上劃變化劇烈的線困度大；尤其在鋼件、鑄鋼件、熱處理件上刻線非常困難；在較粗糙面刻線必須砂光后才能上數控刻線；直徑在6毫米、長度200左右的普通劃針剛性差，劃針易磨損，旋轉刻線時受力變形，產生達1毫米粗的軌跡，大大降低刻線精度；針尖與工件型面之間的間隙時常處于變化之中，刻線所需的壓力無法恒定，針尖走向控制困難，刻線有時斷斷續續，深淺不一，常常需要反復調整高度補刻?，F有技術普通劃針的刻線速度非常慢，有時低于0.5米/分，無論在質量上，還是在效率上，都不能滿足現代工業的要求。為尋找新型數控劃針，我們先后咨詢了國內外多家著名刀具制造商，均沒有生產專門用于數控刻線的刀具，也沒發現更好的辦法。

發明內容

本實用新型的目的是針對上述現有技術存在的不足之處，提供一種耐磨性好，壽命長，可以在較大范圍內調節刻線力，刻線清晰均勻的柔性數控刻線器

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種柔性數控刻線器，具有一個剛性直棒針桿，其特征在于，一端帶硬質合金針尖，一端制有臺階頭，伸入直柄導筒空腔內，與其上同軸線設置的限位彈性元件相接觸，導筒的上端頭上有一個調節所述彈性元件預壓力的調節螺塞。

本實用新型相比于現有技術具有如下有益效果。

本實用新型可以根據加工材料硬度情況，通過調節螺塞對彈簧實施預壓產生刻線力，工作中還可通過數控機床升降主軸調節彈簧的壓力，從而刻出清晰的線條。自由伸縮的彈簧能克服微觀波紋對針尖的阻礙，實現對復雜曲面的快速刻線；優質硬質合金針尖能大大提高刻線工作壽命，并保證刻線寬度均勻；小孔用于導筒，可方便注入潤滑油。導筒母線上制有的排氣孔兼注油孔能調節導筒內腔空氣流動的壓力并實現良好潤滑，提高針尖快速響應度。可以通過調節螺塞和機床升降主軸在較大范圍內調節刻線力，可對木、鋁、銅、低碳鋼、鑄鐵、鑄鋼、淬火鋼等材料進行刻線。由于尖部采用具有較長壽命的硬質合金，刻線速度比傳統方法提高20倍以上，每套模具刻線時間可縮短2小時。經1000余套模具工裝制造試驗的成功應用，提高效率的年創造產值經濟效益可達40萬元以上。本專利特別適用于用三坐標、五坐標數控機床在數控程序控制下精確刻出飛機復雜零件切割線、站位線、基準線、復合材料鋪層角度線等工業刻線，刻線速度比傳統方法提高20倍以上。采用硬質合金針尖，耐磨性好，壽命長。

附圖說明

本實用新型的具體結構由以下的實施例及其附圖給出。

圖1是本實用新型的構造示意圖。

具體實施方式

在圖1中，剛性直棒針桿2一端制有硬質合金針尖1，另一端制有臺階，伸入直柄導筒3空腔內。針桿2臺階頭被限制在導筒3下端的孔臺上，與其上同軸線設置的限位彈性元件相接觸，并被其限制上下移動的相對自由度。所述限位彈性元件可以是彈簧4，也可以是非金屬介質彈性體，比如彈性橡膠，壓縮空氣介質，或液壓液體介質。為方便調節彈簧4對針尖的預壓力，在導筒3的上端頭上裝配有調節彈簧4預壓力的螺旋調節螺塞5。為方便注入潤滑油和導筒內腔的空氣流動，提高針桿快速響應度，導筒上制有用于調節導筒內氣壓，并用于注入潤滑油排氣小孔6。該排氣小孔6通常制在導筒的圓柱面的母線上。

工作時，通過螺塞旋入或旋出，調節彈簧壓縮量，產生需要的壓力；壓力通過針桿傳到針尖，使針尖與工件之間存在穩定的壓力，數控機床在數控程序控制下運動，針尖即在工件表面上刻出各種復雜曲線。主要是利用頂部螺塞調節彈簧壓縮量，產生不同的壓力，從而在不同材料，比如鋼板、鋁板、鑄鐵、鑄鋼、環氧樹脂、木材、復合材料等的曲面上進行刻線。套筒上的小孔用于注入潤滑油和方便套筒內腔空氣流動。