[发明专利]一种三维钣金零件的线切割方法

说明书

本发明公开了一种三维钣金零件的线切割方法，通过制作简易工装夹具、结合钣金零件三维图而制定线切割流程，简易工装依据剖面内轮廓制作支撑夹具、采用多组柔性吸盘固定零件，同时建立切割坐标系并用投影法获取轮廓线形成线切割路径。本发明将具有三维型面的钣金零件切割轨迹按方案变换为一次或几次的二维切割轨迹，输入线切割机床并配合特定的工装夹具即可完成切割工序，降低钣金零件研发试制过程中成本的同时保证切割质量及效率，特别适合特小批量、试制样件的切割成形。

技术领域

本发明涉及钣金零件切割领域，尤其涉及一种三维钣金零件的线切割方法。

背景技术

钣金零件是金属板材通过冲压、弯曲、拉伸等手段加工而来，在交通运输、航空宇航、电子电器、医疗器械、石油化工、日常生活等各个领域均有重要的应用。而在飞行器、航天器、深海探测等应用中，复杂曲面能够获得更好的流线型，符合流体力学和空气动力学的需求，严格的型面要求保证了整机的飞行速度、运行轨道或下潜深度等重要技术指标。

拥有复杂型面的三维钣金零件生产制造的最后一个加工工序是切割成形，现产业中常用的技术方案为：高能束切割(激光、等离子)、水刀切割、电火花线切割。三者成本成递减趋势，批量越大时高能束切割越合适，还可结合机械手臂实现空间内精确切割，体现最佳性价比；水刀切割过程中对零件产生冲击力，零件切割处毛刺现象较为严重，同时机床需要收集切割后的水和喷砂，配套相对较大；线切割是利用电火花原理，对零件产生的力可忽略，加工速度相对较慢，适合小批量。国内针对拥有复杂型面的三维钣金零件小批量生产，专利主要集中于三维切割的装置上并更适合大批量生产的激光切割，如CN201721280085.9、CN201510538139.6均公开了一种机械传动式的三维切割装置，更好的发挥激光矢量切割的优良特性，但激光成本高且对加工轨迹编写的人员素质要求也极高，同时对切割边缘产生一定的热影响。CN201410701674.4中提供的高压水三维切割方法，躲避型支撑工装的设计制造需要很高的要求，且对小批量多种类的通用性很差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种三维钣金零件的线切割方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种三维钣金零件的线切割方法，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；