專利名稱：非鐵磁蜂窩芯材料高速銑削固持平臺的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種非鐵磁蜂窩芯材料高速銑削固持平臺裝置。
背景技術：
蜂窩芯材料是一種先進的復合材料，具有輕質、高強、密度低等優(yōu)點而且根據(jù)需要可以在較大范圍內按照密度進行選擇與調整，以Nomex蜂窩為芯材制成的夾層結構件，其比強度、比剛度約為鋼材的9倍。同時蜂窩材料具有耐腐蝕、抗沖擊、抗疲勞、吸收振動能量和熱穩(wěn)定性好以及優(yōu)良的絕緣性能和透電磁波等一系列優(yōu)良特性。目前，蜂窩芯材料在各種飛機和航天器上已經得到了廣泛的應用。
蜂窩芯材料由于具有獨特的外形結構和特殊的各向異性力學性能，所以在高速銑削加工過程中所采用的固持方法與傳統(tǒng)金屬材料的固持方法也完全不同。目前，國內外廣泛采用的固持工藝方法有三種，第一種是聚乙二醇法；第二種是雙面粘結帶法；第三種是真空吸附法。采用這三種工藝方法對蜂窩芯材料進行固持時，固持穩(wěn)定性和可靠性都無法得到保證。在我國目前的加工條件下，產品報廢率高，加工效率低，無法適應批量生產的要求。為此我們基于磁場和摩擦吸附原理，提出一種新型的非鐵磁蜂窩芯材料高速銑削固持平臺裝置，這種裝置在蜂窩芯零件高速銑削過程中可以穩(wěn)定、可靠的對蜂窩芯零件進行固持。與目前國內廣泛采用的雙面粘結帶固持方法相比，加工效率可以提高兩倍，固持成本僅為雙面粘結帶的1/50，而且對人體健康沒有任何危害。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種非鐵磁蜂窩芯材料高速銑削固持平臺裝置。
它具有底座，在底座上方設有運動機構、面板，運動機構具有滑座，在滑座上方的兩端分別設有純鐵定位塊、純鐵壓板，在滑座上純鐵定位塊、純鐵壓板之間間隔設有運動機構純鐵、磁鋼，在滑座下方設有絲桿、絲桿螺母、導軌，在導軌上設有滑塊，面板間隔設有與運動機構純鐵、磁鋼相對應的純鐵、不銹鋼，在面板上填充有30目～200目的還原鐵粉。
所述的磁鋼為NdFeB磁鋼，牌號為N-48，(BH)max＝357.1KJ/m3，Hcj＝1112KA/m。運動機構移動的步距為磁鋼厚度與純鐵厚度總和的一半。面板與運動機構上表面之間的間隙為0.5mm～0.8mm。還原鐵粉的填充高度為4mm～10mm。
本發(fā)明的優(yōu)點(1)采用這套設備對非鐵磁蜂窩芯材料進行固持時可以有效的減少輔助裝夾時間，與雙面粘結帶法相比，輔助裝夾時間由4個小時減少到半個小時；(2)采用這套設備對非鐵磁蜂窩芯材料進行固持時可以明顯的提高加工效率，采用原有固持方法時，由于固持力不夠，刀具的進給速度控制在1.5m/min以內，采用這套設備進行固持時，刀具的進給速度可以達到6m/min；(3)采用這套設備對非鐵磁蜂窩芯材料進行固持時，不采用任何對人體有害的化學物質，是一種綠色、環(huán)保的非鐵磁蜂窩芯材料固持設備；(4)采用這套設備對非鐵磁蜂窩芯材料進行固持時，使用還原鐵粉作為力的傳遞介質，而且還原鐵粉可以循環(huán)使用，拋棄了原有固持方法中所使用的國外進口一次性粘結帶材料，固持成本由原先每架飛機的3.7萬元人民幣降低到0.2萬元人民幣。


圖1是本發(fā)明的磁路控制示意圖；圖2是本發(fā)明的磁鋼的磁極分布示意圖；圖3是非鐵磁蜂窩芯材料高速銑削固持平臺裝置結構主視圖；圖4是非鐵磁蜂窩芯材料高速銑削固持平臺裝置俯視圖；圖5是非鐵磁蜂窩芯材料高速銑削固持平臺裝置結構剖面視圖；圖6是本發(fā)明的底座零件結構主視圖；圖7是本發(fā)明的底座零件結構剖面視圖；圖8是本發(fā)明的底座零件結構俯視圖；圖9是本發(fā)明的運動機構示意圖；圖10是本發(fā)明的面板結構示意圖；圖11是本發(fā)明的面板純鐵和不銹鋼連結示意圖；圖12是本發(fā)明的運動機構與底座連結示意圖；圖13是本發(fā)明的定位裝置示意圖；圖14是本發(fā)明的面板與底座連結示意圖。
具體實施例方式
非鐵磁蜂窩芯材料高速銑削固持平臺裝置具有底座9，在底座9上方設有運動機構7、面板6，運動機構7具有滑座16，在滑座16上方的兩端分別設有純鐵定位塊11、純鐵壓板12，在滑座16上純鐵定位塊11、純鐵壓板12之間間隔設有運動機構純鐵4、磁鋼5，在滑座16下方設有絲桿13、絲桿螺母14、導軌15，在導軌15上設有滑塊8，面板6間隔設有與運動機構純鐵4、磁鋼5相對應的面板純鐵2、面板不銹鋼3，在面板6上填充有30目～200目的還原鐵粉1。
固持平臺磁路開啟、關閉的原理如圖1所示。在原理示意圖上，整個原理系統(tǒng)從上到下由填充鐵粉1、面板6和運動機構7三個部分組成。面板由面板純鐵2和面板不銹鋼3組成，它們按照一定的間距間隔排列。運動機構7由運動機構純鐵4和磁鋼5組成，運動機構純鐵4和磁鋼5的厚度分別與面板6中面板純鐵2、面板不銹鋼3的厚度相同，它們也按照相同的間距間隔排列。面板6中面板不銹鋼3的厚度和運動機構7中磁鋼5的厚度都是純鐵厚度的一半。運動機構7中磁鋼5磁極的方向如圖2所示，在每一個運動機構純鐵4的兩側，磁鋼5的磁極同為N極或者同為S極。當面板純鐵2和運動機構純鐵4在垂直方向上完全重疊時，填充鐵粉1中有磁力線通過，這時，磁場處于開啟狀態(tài)；當運動機構7在水平方向上移動一個步距(純鐵與磁鋼厚度總和的一半)時，填充鐵粉1中沒有磁力線通過，這時，磁場處于關閉狀態(tài)。
固持平臺的結構如圖3、4、5所示，整個裝置由面板6，運動機構7和底座9三個部分組成。
底座9采用ZL108材料整體鑄造，底座零件結構如圖6、7、8所示。整個底座分為上下兩層，分別為上腔體和下腔體，上腔體中盛放運動機構，下腔體為“井”字加強筋，用來承受整個平臺的重量，保證整個平臺的剛性。在底座的尾部有六邊形的異形孔，這個位置可以方便運動機構7的裝配。
運動機構7如圖9所示，由滑座16、運動機構純鐵4、純鐵定位塊11、純鐵壓板12、磁鋼5、絲桿13、絲桿螺母14、定位裝置10、導軌15和滑塊8組成。滑座16由鋁合金板制成，在滑座16上表面頭部安裝有純鐵定位塊11，由不銹鋼制成，這個定位塊用來限定運動機構純鐵4的起始位置和相互之間的平行度；在純鐵定位塊的后面是運動機構純鐵4和磁鋼5間隔排列；在滑座16的尾部是純鐵壓板12，由不銹鋼制成，這個壓板用來將運動機構純鐵4和磁鋼5壓緊。在滑座的下表面安裝有直線導軌15，與之相配合的滑塊8安裝在底座9上，導軌15和滑塊8采用HIWIN-HG30成組產品。
面板6如圖10所示是由面板純鐵2和面板不銹鋼3間隔排列組成，面板純鐵2的厚度與運動機構中的純鐵4厚度相同，面板不銹鋼3厚度與磁鋼5的厚度相同。面板中純鐵2和不銹鋼3的連結如圖11所示，是由兩端帶有螺紋孔的銷桿17連結，緊固。
非鐵磁蜂窩芯材料高速銑削固持平臺裝置具有相連接的底座9、面板6、運動機構7。底座與運動機構的連結是通過螺栓18將運動機構中的滑塊8與底座9連結，如圖12所示。運動機構7通過導軌15在滑塊8中作定向的直線運動。采用這種方式實現(xiàn)了底座9與運動機構7的連結。
運動機構7在裝配過程中，首先將導軌15安裝在滑座16的下表面上，與底座9上的滑塊8進行試裝配，確保導軌15與滑塊8之間的配合精度。第二步，安裝純鐵定位塊11，純鐵定位塊11是采用不銹鋼制造的。純鐵定位塊11的安裝是為了保證運動機構純鐵4在安裝的過程中與面板中的純鐵2在垂直方向上位置完全重合而設置的。第三步是安裝運動機構純鐵4和磁鋼5，純鐵4和磁鋼5的安裝以純鐵4定位塊為基準，依次緊密排列。第四步安裝絲桿螺母14。第五步安裝定位裝置10，定位裝置10如圖13所示是由一個定位座19和兩個定位螺栓20組成的，定位螺栓20的伸出長度可以根據(jù)移動行程的要求進行調整。這樣就完成了一組運動機構的裝配，將運動機構7通過導軌15與滑塊8的配合安裝于底座9上。最后，將絲桿組件13依次安裝在運動機構上，安裝在底座上。
底座9與面板6的連結如圖14所示，是通過“T”形槽21連結在一起，在裝配過程中，首先將“T”形槽21與底座9通過螺栓連結，然后將面板按照純鐵2、不銹鋼3依次嵌入“T”形槽21中，每完成一組裝配，利用頂緊螺絲將整組面板壓緊，依次完成所有面板鑲塊的裝配。
本發(fā)明使用方法的主要步驟為1)利用旋轉手柄驅動運動機構作水平移動，將固持平臺中的磁場封閉在工作臺面以下；2)將蜂窩芯材料定位放置于固持平臺的工作臺面上；3)利用鐵粉填充系統(tǒng)將鐵粉以一定的填充高度灌入蜂窩芯孔格中，鐵粉高度控制在4～10mm之間；4)利用旋轉手柄驅動運動機構作水平移動，將固持平臺中的磁場開啟，使得磁場經過填充鐵粉，形成閉合回路，達到對蜂窩芯材料的固持；5)利用高速銑削機床對蜂窩芯零件進行銑削加工；6)利用三座標測量機對蜂窩芯零件的外形尺寸進行檢測；7)檢測合格后，利用旋轉手柄驅動運動機構作水平移動，將固持平臺中的磁場封閉在工作臺面以下；8)將蜂窩芯零件從固持平臺上取下；9)對固持平臺上的鐵粉進行清理、回收。
權利要求
1.一種非鐵磁蜂窩芯材料高速銑削固持平臺裝置，其特征在于，它具有底座(9)，在底座(9)上方設有運動機構(7)、面板(6)，運動機構(7)具有滑座(16)，在滑座(16)上方的兩端分別設有純鐵定位塊(11)、純鐵壓板(12)，在滑座(16)上純鐵定位塊(11)、純鐵壓板(12)之間間隔設有運動機構純鐵(4)、磁鋼(5)，在滑座(16)下方設有絲桿(13)、絲桿螺母(14)、導軌(15)，在導軌(15)上設有滑塊(8)，面板(6)間隔設有與運動機構純鐵(4)、磁鋼(5)相對應的純鐵(2)、不銹鋼(3)，在面板(6)上填充有30目～200目的還原鐵粉(1)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種非鐵磁蜂窩芯材料高速銑削固持平臺裝置，其特征在于，所述的磁鋼(5)為NdFeB磁鋼，牌號為N-48，(BH)max＝357.1KJ/m3，Hcj＝1112KA/m。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種非鐵磁蜂窩芯材料高速銑削固持平臺裝置，其特征在于，所述的運動機構(7)移動的步距為磁鋼(5)厚度與純鐵(2)厚度總和的一半。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種非鐵磁蜂窩芯材料高速銑削固持平臺裝置，其特征在于，所述的面板(6)與運動機構(7)上表面之間的間隙為0.5mm～0.8mm。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種非鐵磁蜂窩芯材料高速銑削固持平臺裝置，其特征在于，所述的還原鐵粉(1)的填充高度為4mm～10mm。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種非鐵磁蜂窩芯材料高速銑削固持平臺裝置，其特征在于，所述的面板純鐵(2)和運動機構純鐵(4)的厚度為磁鋼(5)厚度的兩倍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非鐵磁蜂窩芯材料高速銑削固持平臺裝置。它具有底座，在底座上方設有運動機構、面板，運動機構具有滑座，在滑座上方的兩端分別設有純鐵定位塊、純鐵壓板，在滑座上純鐵定位塊、純鐵壓板之間間隔設有運動機構純鐵、磁鋼，在滑座下方設有絲桿、絲桿螺母、導軌，在導軌上設有滑塊，面板間隔設有與運動機構純鐵、磁鋼相對應的面板純鐵、不銹鋼，在面板上填充有30目～200目的還原鐵粉。本發(fā)明的優(yōu)點在于(1)可以有效地減少輔助裝夾時間；(2)可以明顯的提高加工效率；(3)可以顯著的降低固持成本；(4)固持過程中，不采用任何對人體有害的化學物質；(5)采用該裝置固持時，蜂窩芯零件的最小厚度可以達到1.5mm。
文檔編號B23Q1/25GK1775467SQ20051006186
公開日2006年5月24日 申請日期2005年12月7日 優(yōu)先權日2005年12月7日
發(fā)明者劉剛, 柯映林 申請人:浙江大學