[发明专利]一种三维钣金零件的线切割方法

权利要求书

1.一种三维钣金零件的线切割方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1)，获取钣金零件的CAD三维图和其成形方式，如果是采用模具成形，利用钣金零件模具的分型面构建坐标系的X0Y平面；如果不是采用模具成形，分析钣金零件的CAD三维图，将钣金零件凹面最多的面向下搁置于水平面，以水平面为X0Y平面；

步骤2)，作钣金零件在X0Y平面上的投影，过投影轮廓所形成封闭图形的重心作垂直的两条直线，令该两条直线在轮廓线内的直线段按长短分别称为长轴、短轴，令短轴最短时长轴所在直线为Y轴、长轴的中点为原点O、长轴的长度为l，过Y轴作垂直于XOY平面的平面为YOZ平面，并过原点O作垂直于X0Y平面、Y0Z平面的平面为X0Z平面，形成完整的加工坐标系，XOY平面和钣金零件的外表面交线为最优圆滑截面线；

步骤3)，根据钣金零件的尺寸大小制作用于将钣金零件固定在线切割机床工作台上的工装夹具；

所述工装夹具包含底座旋转机构、Y轴旋转机构、三个支撑和两个吸盘模块；

所述底座旋转机构包含固定底座、旋转平台、圆锥滚子轴承、第一锁紧螺母和两根限位插销；

所述固定底座的上端面上设有和其垂直的固定柱，其上设有和所述第一锁紧螺母内圈螺纹相匹配的螺纹；

所述旋转平台的中心处设有供所述固定柱穿过的圆孔，所述旋转平台套在所述固定柱上、通过所述圆锥滚子轴承和所述固定底座相连，其中，圆锥滚子轴承的内圈和所述固定柱固连、圆锥滚子轴承的外圈和所述旋转平台固连，使得所述旋转平台能够绕所述固定柱自由转动；

所述固定底座的上端面上设有关于固定柱中心对称的第一限位孔、第二限位孔；所述旋转平台上设有和所述固定底座上第一限位孔、第二限位孔对应的第一限位通孔、第二限位通孔；所述两根限位插销用于配合第一限位孔、第二限位孔、第一限位通孔、第二限位通孔使用，使得旋转平台的第一限位通孔和固定平台的第一限位孔或第二限位孔相对固定；

所述第一锁紧螺母和所述固定柱螺纹连接，用于锁死或松开所述旋转平台和固定底座；

所述Y轴旋转机构包括第一至第二深沟球轴承、第一至第二轴承座、旋转轴、手轮、第二锁紧螺母、角度指示盘和指针；

所述第一、第二轴承座固定在所述旋转平台上；

所述旋转轴的两端分别通过第一、第二深沟球轴承设置在所述第一、第二轴承座上，使得旋转轴能够自由转动；

所述角度指示盘中心设有供旋转轴穿过的通孔，套在所述旋转轴靠近第一轴承座的一端外、和所述旋转轴同轴且和所述第一轴承座固连，其上设有角度刻度；

所述指针的根部套在旋转轴靠近第一轴承座的一端且和旋转轴固连，指向角度指示盘上的角度刻度，用于表征旋转轴的旋转角度；

所述手轮的转轴和所述旋转轴靠近第一轴承座的一端固连，用于带动旋转轴旋转；

所述旋转轴靠近第二轴承座的一端设有和所述第二锁紧螺母内圈螺纹相匹配的螺纹，和所述第二锁紧螺母螺纹相连；

所述第二锁紧螺母用于和所述第二轴承座相配合来锁紧或松开所述旋转轴；

所述吸盘模块包含吸盘支架以及均匀设置在吸盘支架上端的若干真空吸盘；

所述三个支撑、两个吸盘支架的底部均固定设置在所述旋转轴上，其中，所述三个支撑用于托起钣金毛坯件，所述两个吸盘模块用于吸住钣金毛坯件、配合三个支撑以对钣金毛坯件进行固定；

步骤4)，将工装夹具装在线切割机床的工作台上，用线切割丝对工装夹具进行对刀，统一毛坯件与线切割机床上工装夹具的坐标系；

将钣金毛坯件放置于工装夹具上，使得钣金毛坯件下表面与三个支撑的三条轮廓线完全贴合，同时使得两个吸盘模块吸住钣金毛坯件；

步骤5)，利用三维软件创建基准面与投影功能，作三维钣金零件在X0Y平面的轮廓投影，观察钣金零件轮廓投影中是否存在交叉线；

步骤5.1)，若不存在交叉线，直接向线切割机床软件中导入轮廓线为路径切割出三维钣金零件，打磨切割面至光滑，清洗零件结束；

步骤5.2)，若存在交叉线：

步骤5.2.1)，在三维软件中，过坐标系Y轴构建与X0Y平面逆时针方向夹角为a_i的9个投影平面，a_i＝i×10°，i为大于等于1小于等于9的自然数；

步骤5.2.2)，采用软件的投影功能获取三维钣金零件在9个投影平面上的轮廓投影；

步骤5.2.3)，观察9个投影平面上的轮廓投影中是否存在交叉线：

步骤5.2.3.1)，若存在没有交叉线的轮廓投影，任意选择一幅没有交叉线的轮廓投影，将其对应的投影平面作为切割基准面，通过手轮旋转工装夹具使得固定好的钣金毛坯件对应切割基准面，导入三维钣金零件在切割基准面上的轮廓投影，依此为路径对三维钣金零件进行切割，打磨切割面至光滑，清洗三维钣金零件结束；

步骤5.2.3.2)，若9个投影平面上的轮廓投影中均存在交叉线：

步骤5.2.3.2.1)，选取交叉面积最小的轮廓投影对应的投影平面作为初始投影面，通过手轮旋转工装夹具使得固定好钣金毛坯件对应初始投影面，选取交叉线的最外侧构成的闭合轮廓线为切割路径，完成第一次切割；

步骤5.2.3.2.2)，令初始投影面的轮廓投影中存在交叉线的局部区域为区域A，在初始投影面之外的8个投影平面和原始X0Y平面的轮廓投影中选取任一区域A中不存在交叉线的轮廓投影，将其对应的投影平面作为进行区域A切割的二次投影面，通过手轮旋转工装夹具使得固定好钣金毛坯件对应二次投影面，导入三维钣金零件在二次投影面上的轮廓投影，依此为路径对三维钣金零件的区域A进行切割；

步骤5.2.3.2.3)，打磨切割面至光滑，清洗三维钣金零件结束。