專利名稱：有數(shù)學(xué)模型的激光切割組合工裝的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有數(shù)學(xué)模型的激光切割組合工裝的加工方法，用于采用五坐標(biāo)激光切割機(jī)加工立體鈑金零件時(shí)，組合工裝的設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
目前，形狀復(fù)雜、品種多、批量小的鈦合金零件越來(lái)越多，這些數(shù)字化制造及加工的立體鈑金類零件的高精度加工方法通常采用五坐標(biāo)激光切割機(jī)，定位時(shí)利用專用工裝， 由于激光切割時(shí)，零件受外力很小，它不同于普通的零件工裝，它不僅要固定零件，起到定位的作用，還要躲避激光所切割的光束。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中要單獨(dú)設(shè)計(jì)切割工裝，該工裝需要各車間協(xié)調(diào)配合完成，還需要大量的材料損耗，并且制造周期長(zhǎng)，制約了生產(chǎn)進(jìn)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種有數(shù)學(xué)模型的激光切割組合工裝的加工方法，該方法可以在一個(gè)部門內(nèi)完成設(shè)計(jì)及制造任務(wù)，而且設(shè)計(jì)的組合工裝一采用激光切割加工，速度快、精度高，工裝所使用的材料少，費(fèi)用低。為解決以上問(wèn)題，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下有數(shù)學(xué)模型的激光切割組合工裝的加工方法，包括以下步驟
1)在數(shù)學(xué)模型中，設(shè)計(jì)一個(gè)和機(jī)床工作臺(tái)可拆裝的固定底板，底板的尺寸為大于零件的實(shí)際尺寸，且四周長(zhǎng)度大于IOOmm以上，在底板上邊距IOOmm內(nèi)用十字孔以X方向和Y方向陣列，陣列間距為N;
2)在數(shù)學(xué)模型中，將待加工零件的底面放置在工作臺(tái)長(zhǎng)度方向上，高度為Z方向，且零件的長(zhǎng)度方向在X軸方向上，在待加工零件在XY平面上的投影的外形上標(biāo)出需要定位的三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)成品字形分布；
3)在數(shù)學(xué)模型中，用)(Z平面與零件內(nèi)形相交，得到此方向的最少二個(gè)特征面I，相鄰的特征面I的間距為N ；用^平面與零件內(nèi)形相交，得到此方向最少的二個(gè)特征面II，相鄰的特征面II的間距為N ；特征面I與特征面II互相垂直交叉；
4)在數(shù)學(xué)模型中，以待加工零件的內(nèi)形與固定底板之間的特征面I和特征面II為基準(zhǔn)形成組合工裝的實(shí)體，以特征面I為中心的實(shí)體為橫向支板，以特征面II為中心的實(shí)體為縱向支板；
5)在每塊橫向支板和縱向支板上設(shè)有卡槽，橫向支板的卡槽向上，縱向支板的卡槽向下，橫向支板與縱向支板通過(guò)卡槽連接，卡槽間的交線即為數(shù)學(xué)模型中特征面I和特征面 II的交線；
6)在每塊橫向支板和縱向支板的下底面設(shè)有連接耳片，連接耳片的位置與工作底板的十字孔位置對(duì)應(yīng)，寬度與長(zhǎng)度與十字槽的單方向槽尺寸對(duì)應(yīng)；
7)得到每塊橫向支板和縱向支板的具體尺寸后，在數(shù)字模型中形成DXF格式文件，并處理多余的線條，形成面域；8)利用激光切割機(jī)程序編輯數(shù)學(xué)模型中形成的DXF文件，然后切割出每塊橫向支板和縱向支板；
9)將橫向支板和縱向支板插接，并同時(shí)與工作底板插接，得到組合工裝，將待加工零件放置在其上進(jìn)行激光切割即可。該數(shù)學(xué)模型的激光切割組合工裝的加工方法采用上述步驟，可以在生產(chǎn)流程上減少了多部門配合才能完成的設(shè)計(jì)及制造任務(wù)，也因此降低了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率。采用帶有十字槽的工作底板，切割后的程序下次可以直接使用，不用再次測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)等準(zhǔn)備工裝。該插接結(jié)構(gòu)的工裝大大降低了工裝的材料，降低了工裝的成本。


圖1為工作底板與特征面I和特征面II的位置關(guān)系。圖2為實(shí)際加工后縱向支板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為實(shí)際加工后橫向支板的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1、工作底板；2、十字槽；3、特征面I ；4、特征面II ;5、橫向支板；6、縱向支板；7、耳片。
具體實(shí)施例方式如圖1、2和3所示，為橫向尺寸為1078mm，縱向尺寸為772mm，高度為130mm。其數(shù)學(xué)模型的激光切割組合工裝的加工方法，包括以下步驟
1)在數(shù)學(xué)模型中，設(shè)計(jì)一個(gè)和機(jī)床工作臺(tái)可拆裝的固定底板，底板的尺寸為 2000X1000 mm的標(biāo)準(zhǔn)鋼板，在底板上邊距IOOmm內(nèi)用20mmX2 mm和2mmX20mm中心交叉的十字孔以X方向和Y方向陣列，陣列間距為50mm ；
2)在數(shù)學(xué)模型中，將待加工零件的底面放置在平行于XY平面的水平面上，高度為Z方向，且零件的長(zhǎng)度方向在X軸方向上，在待加工零件在XY平面上的投影的外形上標(biāo)出需要定位的三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)以零件為中心成品字形分布構(gòu)成三角形，當(dāng)零件有輕微變形的時(shí)候，可采用該三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行壓制；
3)在數(shù)學(xué)模型中，用)(Z平面與零件內(nèi)形相交，得到此方向的最少二個(gè)特征面I，相鄰的特征面I的間距為…用^平面與零件內(nèi)形相交，得到此方向最少的二個(gè)特征面II，相鄰的特征面II的間距為N ；特征面I與特征面II互相垂直交叉；
4)在數(shù)學(xué)模型中，以待加工零件的內(nèi)形與固定底板之間的特征面I和特征面II為基準(zhǔn)形成組合工裝的實(shí)體，以特征面I為中心2mm的實(shí)體為橫向支板，以特征面II為中心2mm的實(shí)體為縱向支板；
5)在每塊橫向支板和縱向支板上設(shè)有卡槽，橫向支板的卡槽向上，縱向支板的卡槽向下，橫向支板與縱向支板通過(guò)卡槽連接，卡槽間的交線即為數(shù)學(xué)模型中特征面I和特征面 II的交線，連接后縱橫卡板相互限位，保證了工裝的穩(wěn)定性；
6)在每塊橫向支板和縱向支板的下底面設(shè)有連接耳片，連接耳片的位置與工作底板的十字孔位置對(duì)應(yīng)，寬度與長(zhǎng)度與十字槽的單方向槽尺寸對(duì)應(yīng)，保證工裝不會(huì)移動(dòng)同時(shí)也固定了工裝在三維空間的位置；
7)得到每塊橫向支板和縱向支板的具體尺寸后，在數(shù)字模型中形成DXF格式文件，并處理多余的線條，形成面域，以便于激光編程；
8)利用激光切割機(jī)程序編輯數(shù)學(xué)模型中形成的DXF文件，然后切割出每塊橫向支板和縱向支板；
9)將橫向支板和縱向支板插接，并同時(shí)與工作底板插接，得到組合工裝，將待加工零件放置在其上進(jìn)行激光切割即可。
權(quán)利要求
1.有數(shù)學(xué)模型的激光切割組合工裝的加工方法，其特征在于包括以下步驟1)在數(shù)學(xué)模型中，設(shè)計(jì)一個(gè)和機(jī)床工作臺(tái)可拆裝的固定底板，底板的尺寸為大于零件的實(shí)際尺寸，且四周長(zhǎng)度大于IOOmm以上，在底板上邊距IOOmm內(nèi)用十字孔以X方向和Y方向陣列，陣列間距為N;2)在數(shù)學(xué)模型中，將待加工零件的底面放置在工作臺(tái)長(zhǎng)度方向上，高度為Z方向，且零件的長(zhǎng)度方向在X軸方向上，在待加工零件在XY平面上的投影的外形上標(biāo)出需要定位的三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)成品字形分布；3)在數(shù)學(xué)模型中，用)(Z平面與零件內(nèi)形相交，得到此方向的最少二個(gè)特征面I，相鄰的特征面I的間距為…用^平面與零件內(nèi)形相交，得到此方向最少的二個(gè)特征面II，相鄰的特征面II的間距為N ；特征面I與特征面II互相垂直交叉；4)在數(shù)學(xué)模型中，以待加工零件的內(nèi)形與固定底板之間的特征面I和特征面II為基準(zhǔn)形成組合工裝的實(shí)體，以特征面I為中心的實(shí)體為橫向支板，以特征面II為中心的實(shí)體為縱向支板；5)在每塊橫向支板和縱向支板上設(shè)有卡槽，橫向支板的卡槽向上，縱向支板的卡槽向下，橫向支板與縱向支板通過(guò)卡槽連接，卡槽間的交線即為數(shù)學(xué)模型中特征面I和特征面 II的交線；6)在每塊橫向支板和縱向支板的下底面設(shè)有連接耳片，連接耳片的位置與工作底板的十字孔位置對(duì)應(yīng)，寬度與長(zhǎng)度與十字槽的單方向槽尺寸對(duì)應(yīng)；7)得到每塊橫向支板和縱向支板的具體尺寸后，在數(shù)字模型中形成DXF格式文件，并處理多余的線條，形成面域；8)利用激光切割機(jī)程序編輯數(shù)學(xué)模型中形成的DXF文件，然后切割出每塊橫向支板和縱向支板；9)將橫向支板和縱向支板插接，并同時(shí)與工作底板插接，得到組合工裝，將待加工零件放置在其上進(jìn)行激光切割即可。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有數(shù)學(xué)模型的激光切割組合工裝的加工方法，包括以下步驟1)設(shè)計(jì)一個(gè)固定底板，在底板上設(shè)有陣列的十字孔；2)將待加工零件的底面放置在工作臺(tái)上；3)用XZ、YZ平面分別與零件內(nèi)形相交，得到特征面Ⅰ和特征面Ⅱ；4)形成組合工裝的實(shí)體；5)在每塊橫向支板和縱向支板上設(shè)有卡槽；6)在每塊橫向支板和縱向支板的下底面設(shè)有連接耳片；7)在數(shù)字模型中形成DXF格式文件；8)利用激光切割機(jī)切割出每塊橫向支板和縱向支板；9)組裝后將待加工零件放置在其上進(jìn)行激光切割即可。該方法可以在一個(gè)部門內(nèi)完成設(shè)計(jì)及制造任務(wù)，而且設(shè)計(jì)的組合工裝一采用激光切割加工，速度快、精度高，工裝所使用的材料少，費(fèi)用低。
文檔編號(hào)B23K26/38GK102390004SQ20111020342
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者佟強(qiáng) 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限公司