專利名稱：柔性數(shù)控刻線器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種在數(shù)控機床數(shù)控程序控制下，精確刻出復(fù)雜零件工藝 刻線的刻線器。
背景技術(shù)：
目前數(shù)字化加工新技術(shù)已廣泛應(yīng)用于模具制造之中，復(fù)雜曲面的數(shù)控加工 已有各種先進軟件實現(xiàn)編程并用三坐標或五坐標數(shù)控機床設(shè)備加工，數(shù)控測量 的精度己達到微米級，曲面的加工手段和質(zhì)量已有質(zhì)的飛躍。但是，要在模具 的復(fù)雜曲面上精確刻出飛機零件各種站位線、零件切割線、基準線數(shù)控機床本 身還不能做到。傳統(tǒng)的做法是在復(fù)雜曲面上用中心鉆數(shù)控打點，然后手工連線。 這種方法是目前國內(nèi)制造業(yè)采用的主要方法。其優(yōu)點是快速、通用，適用于各 種模具材料，但其缺點也很明顯。首先是打點直徑大， 一般在1毫米以上，點 與點的連接難以準確找到中。從整體來看，這些刻線均為一段一段的折線，構(gòu) 成的連線不平滑，誤差大，容易導(dǎo)致鈑金零件對合后產(chǎn)生不均勻間隙，其次是
打點深度一般超過1毫米，這些點深凹坑會嚴重影響工件表面的外觀質(zhì)量；再 其次是在曲面變化劇烈處刻各種小R時，點少影響刻線精度，點多影響曲面質(zhì) 量；次外，這些點在工件返修刻線時難以去除，新舊之間容易混淆。為了克服 手工刻線的上述問題，現(xiàn)有技術(shù)通常以普通劃針為工具數(shù)控刻線，但在實際工 作中發(fā)現(xiàn)這種方法存在許多問題。 一是針尖部分的工作壽命非常短，有時僅能 劃幾米長的刻線，要么嚴重磨損不能用，要么崩裂不能用；二是劃針在曲度不 大的面上劃比較平直的線還可以，但在曲度較大的面上劃變化劇烈的線困度大; 尤其在鋼件、鑄鋼件、熱處理件上刻線非常困難；在較粗糙面刻線必須砂光后
才能上數(shù)控刻線；直徑在6毫米、長度200左右的普通劃針剛性差，劃針易磨 損，旋轉(zhuǎn)刻線時受力變形，產(chǎn)生達1毫米粗的軌跡，大大降低刻線精度；針尖 與工件型面之間的間隙時常處于變化之中，刻線所需的壓力無法恒定，針尖走 向控制困難，刻線有時斷斷續(xù)續(xù)，深淺不一，常常需要反復(fù)調(diào)整高度補刻。現(xiàn) 有技術(shù)普通劃針的刻線速度非常慢，有時低于0.5米/分，無論在質(zhì)量上，還是 在效率上，都不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的要求。為尋找新型數(shù)控劃針，我們先后咨詢 了國內(nèi)外多家著名刀具制造商，均沒有生產(chǎn)專門用于數(shù)控刻線的刀具，也沒發(fā) 現(xiàn)更好的辦法。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供一種耐磨性 好，壽命長，可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)刻線力，刻線清晰均勻的柔性數(shù)控刻線器本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種柔性數(shù)控刻線器， 具有一個剛性直棒針桿，其特征在于， 一端帶硬質(zhì)合金針尖， 一端制有臺階頭， 伸入直柄導(dǎo)筒空腔內(nèi)，與其上同軸線設(shè)置的限位彈性元件相接觸，導(dǎo)筒的上端 頭上有一個調(diào)節(jié)所述彈性元件預(yù)壓力的調(diào)節(jié)螺塞。本實用新型相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果。本實用新型可以根據(jù)加工材料硬度情況，通過調(diào)節(jié)螺塞對彈簧實施預(yù)壓產(chǎn) 生刻線力，工作中還可通過數(shù)控機床升降主軸調(diào)節(jié)彈簧的壓力，從而刻出清晰 的線條。自由伸縮的彈簧能克服微觀波紋對針尖的阻礙，實現(xiàn)對復(fù)雜曲面的快 速刻線；優(yōu)質(zhì)硬質(zhì)合金針尖能大大提高刻線工作壽命，并保證刻線寬度均勻； 小孔用于導(dǎo)筒，可方便注入潤滑油。導(dǎo)筒母線上制有的排氣孔兼注油孔能調(diào)節(jié) 導(dǎo)筒內(nèi)腔空氣流動的壓力并實現(xiàn)良好潤滑，提高針尖快速響應(yīng)度?？梢酝ㄟ^調(diào) 節(jié)螺塞和機床升降主軸在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)刻線力，可對木、鋁、銅、低碳鋼、 鑄鐵、鑄鋼、淬火鋼等材料進行刻線。由于尖部采用具有較長壽命的硬質(zhì)合金，
刻線速度比傳統(tǒng)方法提高20倍以上，每套模具刻線時間可縮短2小時。經(jīng)1000 余套模具工裝制造試驗的成功應(yīng)用，提高效率的年創(chuàng)造產(chǎn)值經(jīng)濟效益可達40萬
元以上。本專利特別適用于用三坐標、五坐標數(shù)控機床在數(shù)控程序控制下精確 刻出飛機復(fù)雜零件切割線、站位線、基準線、復(fù)合材料鋪層角度線等工業(yè)刻線， 刻線速度比傳統(tǒng)方法提高20倍以上。采用硬質(zhì)合金針尖，耐磨性好，壽命長。

本實用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實施例及其附圖給出。 圖1是本實用新型的構(gòu)造示意圖。
具體實施方式

在圖1中，剛性直棒針桿2—端制有硬質(zhì)合金針尖1，另一端制有臺階，伸 入直柄導(dǎo)筒3空腔內(nèi)。針桿2臺階頭被限制在導(dǎo)筒3下端的孔臺上，與其上同 軸線設(shè)置的限位彈性元件相接觸，并被其限制上下移動的相對自由度。所述限 位彈性元件可以是彈簧4，也可以是非金屬介質(zhì)彈性體，比如彈性橡膠，壓縮空 氣介質(zhì)，或液壓液體介質(zhì)。為方便調(diào)節(jié)彈簧4對針尖的預(yù)壓力，在導(dǎo)筒3的上 端頭上裝配有調(diào)節(jié)彈簧4預(yù)壓力的螺旋調(diào)節(jié)螺塞5。為方便注入潤滑油和導(dǎo)筒內(nèi) 腔的空氣流動，提高針桿快速響應(yīng)度，導(dǎo)筒上制有用于調(diào)節(jié)導(dǎo)筒內(nèi)氣壓，并用 于注入潤滑油排氣小孔6。該排氣小孔6通常制在導(dǎo)筒的圓柱面的母線上。
工作時，通過螺塞旋入或旋出，調(diào)節(jié)彈簧壓縮量，產(chǎn)生需要的壓力；壓力 通過針桿傳到針尖，使針尖與工件之間存在穩(wěn)定的壓力，數(shù)控機床在數(shù)控程序 控制下運動，針尖即在工件表面上刻出各種復(fù)雜曲線。主要是利用頂部螺塞調(diào) 節(jié)彈簧壓縮量，產(chǎn)生不同的壓力，從而在不同材料，比如鋼板、鋁板、鑄鐵、 鑄鋼、環(huán)氧樹脂、木材、復(fù)合材料等的曲面上進行刻線。套筒上的小孔用于注 入潤滑油和方便套筒內(nèi)腔空氣流動。
權(quán)利要求1.一種柔性數(shù)控刻線器，具有一個剛性直棒針桿，其特征在于，一端帶硬質(zhì)合金針尖，一端制有臺階頭，伸入直柄導(dǎo)筒空腔內(nèi)，與其上同軸線設(shè)置的限位彈性元件相接觸，導(dǎo)筒的上端頭上有一個調(diào)節(jié)所述彈性元件預(yù)壓力的螺旋調(diào)節(jié)螺塞。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性數(shù)控刻線器，其特征在于，所述導(dǎo)筒的圓柱 面母線上制有小孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性數(shù)控刻線器，其特征在于，所述的彈性元件 為彈簧或是非金屬介質(zhì)彈性體。
專利摘要本實用新型公開的一種柔性數(shù)控刻線器，具有一個剛性直棒針桿，其一端帶硬質(zhì)合金針尖，一端制有臺階頭，伸入直柄導(dǎo)筒空腔中，與其上同軸線設(shè)置的彈性元件相接觸，導(dǎo)筒的上端頭上有一個調(diào)節(jié)所述彈性元件預(yù)壓力的調(diào)節(jié)螺塞。本實用新型可以根據(jù)加工材料硬度情況，通過調(diào)節(jié)螺塞和數(shù)控機床升降主軸對彈簧實施預(yù)壓產(chǎn)生刻線力，刻出清晰的線條。特別適用于用三坐標、五坐標數(shù)控機床在數(shù)控程序控制下精確刻出飛機復(fù)雜零件切割線、站位線、基準線、復(fù)合材料鋪層角度線等工業(yè)刻線?？叹€速度比傳統(tǒng)方法提高20倍以上。
文檔編號B25H7/00GK201049461SQ20072008020
公開日2008年4月23日 申請日期2007年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月6日
發(fā)明者張勇兵, 黃佳柱 申請人:成都飛機工業(yè)(集團)有限責任公司