[發(fā)明專利]一種芳綸紙蜂窩芯超聲波尖刃劃切刀軌跡規(guī)劃方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210748704.1
• 申請日: 2022-06-29
• 公開（公告）號: CN115097781A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉琦;何大亮;薛凱;唐珊珊
• 申請（專利權(quán)）人: 中航西安飛機工業(yè)集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發(fā)明公開了一種芳綸紙蜂窩芯超聲波尖刃劃切刀軌跡規(guī)劃方法。該方法對超聲波尖刃劃切刀進(jìn)行特定的切割軌跡規(guī)劃，使尖刃劃切刀對毛料進(jìn)行逐層“V字形”大余量粗加工切割，不需使用圓盤刀，減少刀具成本，也節(jié)省了換刀時間，且劃切刀刀路之間的距離不受圓盤刀直徑限制，劃切刀刀路之間的距離較大，所需的刀路軌跡較少，切割效率更高。在進(jìn)行尖刃劃切刀數(shù)控銑切運動軌跡規(guī)劃時，將毛料沿厚度方向分多層進(jìn)行劃切，每層毛料由多個“V字形”的刀路軌跡進(jìn)行劃切加工，“V字形”刀路軌跡是通過相鄰的兩次超聲波尖刃劃切刀劃切形成。該方法既能夠?qū)崿F(xiàn)尖刃劃切刀的劃切深度最大，又保證劃切深度不超過尖刃劃切刀長度，避免刀柄損傷未加工毛料表面。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利屬于復(fù)合材料制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種芳綸紙蜂窩芯超聲波尖刃劃切刀軌跡規(guī)劃方法。

背景技術(shù)

芳綸紙蜂窩芯由于其比強度高、比剛度大、耐疲勞、耐腐蝕等諸多優(yōu)良性能被廣泛應(yīng)用于航空航天制造領(lǐng)域，該材料經(jīng)常使用超聲波銑床加工。超聲波銑床配備一種尖刃劃切刀，該尖刃劃切刀能夠像匕首一樣對芳綸紙蜂窩芯進(jìn)行劃切加工。以往采用超聲波數(shù)控銑床進(jìn)行毛料粗加工操作時，首先使用劃切刀進(jìn)行切削毛料，形成三角殘留，然后用圓盤刀切割三角形殘留，完成一個毛料的粗加工需經(jīng)過前述劃切刀和圓盤刀的多次組合切削，該方法需多次進(jìn)行刀具的更換，且劃切刀切削寬度受圓盤刀直徑限制不能過大，劃切刀劃切軌跡較密，影響加工效率。現(xiàn)需設(shè)計發(fā)明一種芳綸紙蜂窩芯超聲波尖刃劃切刀軌跡規(guī)劃方法，對尖刃劃切刀進(jìn)行特定的切割軌跡規(guī)劃，僅使用尖刃劃切刀對毛料逐層進(jìn)行“V字形”大余量切割，不需使用圓盤刀從而避免換刀，提高加工效率，降低刀具成本，且需要對刀具切割軌跡進(jìn)行合理規(guī)劃，能夠最大程度利用刀具的長度，又保證劃切深度不超過尖刃劃切刀長度，避免刀柄損傷未加工毛料表面，從而實現(xiàn)高效去除毛料余量的目的。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種芳綸紙蜂窩芯超聲波尖刃劃切刀軌跡規(guī)劃方法。

本發(fā)明專利是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種芳綸紙蜂窩芯超聲波尖刃劃切刀軌跡規(guī)劃方法，包含以下步驟：

步驟1毛料裝夾，準(zhǔn)備待銑切的芳綸紙蜂窩芯毛料，并將其裝夾在夾具上。

步驟2設(shè)定刀具參數(shù)，并編制加工程序；

首先設(shè)置尖刃劃切刀前傾角為α，刀具側(cè)傾角為β，呈現(xiàn)出“V字形”軌跡，刀具實際長度為L，計算刀具實際有效切削長度L₃

L₃＝L×cosα×cosβ

再根據(jù)L₃計算沿毛料厚度方向?qū)优c層之間的距離L₁、相鄰兩個“V字形”刀路之間的距離L₂

L₂＝3×L₃×sinβ

最后按照上述刀具設(shè)定參數(shù)在CAD軟件中根據(jù)芳綸紙蜂窩芯的理論模型、刀具的前傾角α、刀具側(cè)傾角β、L₁、L₂確定出刀具加工路徑和加工層數(shù)，編制出刀具軌跡加工程序。

步驟3進(jìn)行多層切割：在數(shù)控機床中運行刀具軌跡加工程序?qū)γ线M(jìn)行多層切割，每層切割完成后，將加工程序暫停，操作者手工將切除的毛料取下后，繼續(xù)運行加工程序，重復(fù)上述步驟，直至銑切加工至需要的毛料深度，完成銑切。

作為優(yōu)選的，α的取值范圍20°～40°、β的取值范圍是20°～40°、L的取值范圍是30mm～60mm。

本發(fā)明的有益效果是：