[发明专利]一种线切割加工金属基蜂窝材料的柔性固持系统及方法

说明书

本发明属于切削加工技术领域，提出一种线切割加工金属基蜂窝材料的柔性固持系统及方法。固持系统包括伺服电机、联轴器、水平螺杆支撑板、支撑板连接螺栓、水平导轨支架、垂直导轨支架、支撑柱、滑块、垂直螺杆支撑板、伺服电机托架、辅助支撑板、金属基蜂窝工件、垂直螺杆、机床固定螺栓、上水平螺杆、下水平螺杆、轴承和弹簧垫片；该固持系统适用于多种规格尺寸、多种芯格形状的金属基蜂窝材料的线切割加工；该柔性固持方案分为水平支撑和垂直支撑，可以根据加工过程中的固持能力调节固持力的大小，保证加工过程中的固持可靠性。本发明结构简单、定位可靠、适用范围广、固持力可控可测，为金属基蜂窝材料的线切割加工固持提供了有效的解决方法。

技术领域

本发明属于切削加工技术领域，涉及一种线切割加工金属基蜂窝材料的柔性固持系统及方案。

背景技术

随着我国航空、航天以及航海事业的发展，目前在大型飞机、航天器等重大国防装备的研制过程中，金属基蜂窝材料应用越来越广泛，比如飞机的尾翼、襟翼、行李架、列车车厢的夹层等。金属基蜂窝由于其比强度高、比刚度高，质量轻，吸能减震等优势，可以很好地满足现代航空航天的设计和制造要求。因此，随着现代航空航天中对于质量要求的不断提高，对金属基蜂窝的高质高效的加工技术也提出迫切需求。

现有针对金属基蜂窝的夹具种类较多，首先，应用较广泛的是胶粘类夹具，胶粘类夹具是利用双面胶把金属基蜂窝与加工平台相粘接，这类夹具在线切割加工时会出现导电性能不足，加工完拆卸麻烦的缺陷。其次，常见的就是真空类夹具，这类夹具是把金属基蜂窝胶粘到薄膜上，通过把薄膜空间抽真空的方式来实现固持效果，这类夹具在线切割加工时也会出现导电性能不足的缺陷。再者，填充式夹具应用也较为广泛，该类夹具依靠填充物来增大金属基材料的接触面积，常用的填充物有聚乙二醇、铁粉和冰，其中聚乙二醇和冰由于通电性能不佳不适用于线切割加工中，铁粉填充需要专门的磁力平台和送粉机构，使用在线切割加工中会出现送粉困难，金属基蜂窝芯内部固持力不同等缺陷。

对于线切割加工金属基蜂窝材料时的装夹方案，如果采用通用的压板式夹紧工件，夹紧力大小仅凭借操作工人的经验设定，夹紧力偏大会出现较大的夹紧变形，直接导致金属基蜂窝材料的报废；由于随切割丝的水流会有很大的冲击力，而夹紧力偏小时，加工过程中会导致材料的晃动，进而直接造成切割丝与工件接触短路。

金属基蜂窝材料的线切割加工过程中，由于工件具有壁薄、刚性差的特点，往往出现工件装夹变形以及系统短路的现象，直接造成工件尺寸超差，不符合制造装配精度要求而报废，造成经济损失。而上述夹具存在无法适用于多种规格尺寸的金属基蜂窝材料、无法适用于芯格结构形状不同的金属基蜂窝材料、无法自动调整加工中横向/纵向支撑力大小、以及无法对加工时各向支撑力进行自动补偿等问题，因此，鉴于传统夹具很难满足线切割加工中金属基蜂窝材料的质量及精度的要求，如何开发一种满足高质高效加工要求的固持系统具有十分重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术难题是针对现有夹具无法固持多种规格尺寸大小的工件、无法适用于芯格结构形状不同的金属基蜂窝材料、无法自动调整加工中横向/纵向支撑力大小、以及无法对加工时各向支撑力进行自动补偿等问题。本发明克服现有技术的不足，提供一种线切割加工金属基蜂窝材料的柔性固持系统及方案。

本发明的技术方案：

一种线切割加工金属基蜂窝材料的柔性固持系统，包括伺服电机1、联轴器2、水平螺杆支撑板3、水平导轨支架5、垂直导轨支架6、支撑柱7、滑块8、垂直螺杆支撑板9、伺服电机托架10、辅助支撑板11、金属基蜂窝工件12、垂直螺杆13、上水平螺杆15、下水平螺杆16、轴承17和弹簧垫片18；

垂直螺杆13、上水平螺杆15、下水平螺杆16的两端均为光滑区域，中间部分均为螺纹区域；