[發(fā)明專利]一種線切割加工金屬基蜂窩材料的柔性固持系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113199097B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段春爭;常賓賓;李超;王路平;張?zhí)煨?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學
• 主分類號: B23H7/02
• 分類號: B23H7/02;B23H11/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 劉秋彤;梅洪玉

本發(fā)明屬于切削加工技術(shù)領(lǐng)域，提出一種線切割加工金屬基蜂窩材料的柔性固持系統(tǒng)及方法。固持系統(tǒng)包括伺服電機、聯(lián)軸器、水平螺桿支撐板、支撐板連接螺栓、水平導軌支架、垂直導軌支架、支撐柱、滑塊、垂直螺桿支撐板、伺服電機托架、輔助支撐板、金屬基蜂窩工件、垂直螺桿、機床固定螺栓、上水平螺桿、下水平螺桿、軸承和彈簧墊片；該固持系統(tǒng)適用于多種規(guī)格尺寸、多種芯格形狀的金屬基蜂窩材料的線切割加工；該柔性固持方案分為水平支撐和垂直支撐，可以根據(jù)加工過程中的固持能力調(diào)節(jié)固持力的大小，保證加工過程中的固持可靠性。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、定位可靠、適用范圍廣、固持力可控可測，為金屬基蜂窩材料的線切割加工固持提供了有效的解決方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于切削加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種線切割加工金屬基蜂窩材料的柔性固持系統(tǒng)及方案。

背景技術(shù)

隨著我國航空、航天以及航海事業(yè)的發(fā)展，目前在大型飛機、航天器等重大國防裝備的研制過程中，金屬基蜂窩材料應用越來越廣泛，比如飛機的尾翼、襟翼、行李架、列車車廂的夾層等。金屬基蜂窩由于其比強度高、比剛度高，質(zhì)量輕，吸能減震等優(yōu)勢，可以很好地滿足現(xiàn)代航空航天的設(shè)計和制造要求。因此，隨著現(xiàn)代航空航天中對于質(zhì)量要求的不斷提高，對金屬基蜂窩的高質(zhì)高效的加工技術(shù)也提出迫切需求。

現(xiàn)有針對金屬基蜂窩的夾具種類較多，首先，應用較廣泛的是膠粘類夾具，膠粘類夾具是利用雙面膠把金屬基蜂窩與加工平臺相粘接，這類夾具在線切割加工時會出現(xiàn)導電性能不足，加工完拆卸麻煩的缺陷。其次，常見的就是真空類夾具，這類夾具是把金屬基蜂窩膠粘到薄膜上，通過把薄膜空間抽真空的方式來實現(xiàn)固持效果，這類夾具在線切割加工時也會出現(xiàn)導電性能不足的缺陷。再者，填充式夾具應用也較為廣泛，該類夾具依靠填充物來增大金屬基材料的接觸面積，常用的填充物有聚乙二醇、鐵粉和冰，其中聚乙二醇和冰由于通電性能不佳不適用于線切割加工中，鐵粉填充需要專門的磁力平臺和送粉機構(gòu)，使用在線切割加工中會出現(xiàn)送粉困難，金屬基蜂窩芯內(nèi)部固持力不同等缺陷。

對于線切割加工金屬基蜂窩材料時的裝夾方案，如果采用通用的壓板式夾緊工件，夾緊力大小僅憑借操作工人的經(jīng)驗設(shè)定，夾緊力偏大會出現(xiàn)較大的夾緊變形，直接導致金屬基蜂窩材料的報廢；由于隨切割絲的水流會有很大的沖擊力，而夾緊力偏小時，加工過程中會導致材料的晃動，進而直接造成切割絲與工件接觸短路。

金屬基蜂窩材料的線切割加工過程中，由于工件具有壁薄、剛性差的特點，往往出現(xiàn)工件裝夾變形以及系統(tǒng)短路的現(xiàn)象，直接造成工件尺寸超差，不符合制造裝配精度要求而報廢，造成經(jīng)濟損失。而上述夾具存在無法適用于多種規(guī)格尺寸的金屬基蜂窩材料、無法適用于芯格結(jié)構(gòu)形狀不同的金屬基蜂窩材料、無法自動調(diào)整加工中橫向/縱向支撐力大小、以及無法對加工時各向支撐力進行自動補償?shù)葐栴}，因此，鑒于傳統(tǒng)夾具很難滿足線切割加工中金屬基蜂窩材料的質(zhì)量及精度的要求，如何開發(fā)一種滿足高質(zhì)高效加工要求的固持系統(tǒng)具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)難題是針對現(xiàn)有夾具無法固持多種規(guī)格尺寸大小的工件、無法適用于芯格結(jié)構(gòu)形狀不同的金屬基蜂窩材料、無法自動調(diào)整加工中橫向/縱向支撐力大小、以及無法對加工時各向支撐力進行自動補償?shù)葐栴}。本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種線切割加工金屬基蜂窩材料的柔性固持系統(tǒng)及方案。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種線切割加工金屬基蜂窩材料的柔性固持系統(tǒng)，包括伺服電機1、聯(lián)軸器2、水平螺桿支撐板3、水平導軌支架5、垂直導軌支架6、支撐柱7、滑塊8、垂直螺桿支撐板9、伺服電機托架10、輔助支撐板11、金屬基蜂窩工件12、垂直螺桿13、上水平螺桿15、下水平螺桿16、軸承17和彈簧墊片18；

垂直螺桿13、上水平螺桿15、下水平螺桿16的兩端均為光滑區(qū)域，中間部分均為螺紋區(qū)域；