CN100434270C - 泡沫板穿纤维数控机床 - Google Patents

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Abstract

泡沫板穿纤维数控机床，涉及一种在板上打孔并同时在孔里穿上纤维的数控机床，为了解决现有的机床不能在泡沫板上按设计要求的行距、列距打孔并同时在孔里穿上纤维的问题，提供了一种泡沫板穿纤维数控机床，本发明泡沫板穿纤维数控机床是机床底柜上端安装可数控作三维的X轴运动(由X轴滚珠丝杠副来实现)、Z轴运动(由Z轴滚珠丝杠副来实现)以及Y轴运动(由双气缸执行器来实现)的机针卡；本发明机针是机针尖部的锥面上沿轴向开有以轴心对称的四道沟槽。用泡沫板穿纤维数控机床，能快速精确地在泡沫板上按设计要求的行距、列距打孔并同时穿入纤维，实现制造纤维增强泡沫夹芯复合材料板流程中穿入纤维的步骤。

Description

泡沫板穿纤维数控机床
技术领域
本发明涉及一种在泡沫板上打孔并同时在孔里穿上纤维的数控机床，尤其是为制造纤维增强泡沫夹芯复合材料板设计的数控机床。
背景技术
一种纤维增强泡沫夹芯复合材料板包括上面板、下面板、上过渡层、下过渡层和泡沫板，它还包括复合材料柱，在泡沫板上打有孔，复合材料柱穿过泡沫板孔，所述的复合材料柱与上面板和下面板为一体。其制造过程中有在泡沫板上打孔，同时使过渡层中的部分纤维穿入孔中的步骤，但是，该步骤由于工作量大，要求精度又较高，需要用机床来完成此项工作，可是目前没有这种机床。
发明内容
本发明目的是为了解决目前现有的机床不能完成在泡沫板上按设计要求的行距、列距打孔并同时在孔里穿上纤维的问题，提供的一种泡沫板穿纤维数控机床。
本发明解决目前现有的机床技术问题所采用的技术方案是：泡沫板穿纤维数控机床包括机床底柜1、X轴滚珠丝杠副2、X轴移动副3、Z轴滚珠丝杠副5、Z轴移动副6、双气缸执行器7、机针卡8、限位压板9、支撑板10、方形框架底座11、夹板12、两个移动滑杆14和可旋转丝杠副13，方形框架底座11水平地连接在机床底柜1的上端，在方形框架底座11的左右侧框架上各有一个水平方向的透槽21，两个移动滑杆14分别平行地置入在左右透槽21内，夹板12是两个移动滑杆14的共用滑块，在方形框架底座11的前端框架上沿X轴方向开有内螺纹孔作为可旋转丝杠副13的螺母，可旋转丝杠副13的丝杠的后端与夹板12转动连接；X轴移动副3、X轴滚珠丝杠副2平行于X轴分别安装在方形框架底座11的左右侧框架的上端，Z轴滚珠丝杠副5与Z轴移动副6平行于Z轴共同地安装在X轴滚珠丝杠副2的滚珠螺母和X轴移动副3的滑块的上端，Z轴滚珠丝杠副5的滚珠螺母与Z轴移动副6的滑块合为一体构成移动部件4；双气缸执行器7竖直地连接在移动部件4的前端，双气缸执行器7的两个活塞杆15的下端连接机针卡8，X轴滚珠丝杠副2的丝杠端部连接有X轴伺服电机22，Z轴滚珠丝杠副5的丝杠端部连接有Z轴伺服电机18。
本发明解决目前现有的机针技术问题所采用的技术方案是：机针16尖部的锥面上沿轴向开有以轴心对称的四道沟槽20。
工作原理是：把铺有纤维过渡层的泡沫板水平地置于方形框架底座11的前端框架和夹板12之间并旋转可旋转丝杠副13的丝杠夹紧固定，机针卡8安装上的机针16，机针16在X轴伺服电机22的定位驱动下按设计要求的行距沿X轴间断地移动、Z轴伺服电机18的定位驱动下按设计要求的列距沿Z轴间断地移动，双气缸执行器7驱动机针16在每个位移间断点做一次上下的往复运动，此时机针16在铺有纤维过渡层的泡沫板打孔并同时利用四道沟槽20把过渡层中的部分纤维带入孔中。
本发明中泡沫板穿纤维数控机床的有益效果是，能快速精确地在泡沫板上按设计要求的行距、列距打孔并同时穿入纤维，方便地实现了制造纤维增强泡沫夹芯复合材料板流程中穿入纤维步骤的目的。
本发明中机针的有益效果是，机针能在泡沫板上打孔，同时机针上的四道沟槽能把过渡层中的部分纤维带入孔中。
附图说明
图1是本发明的立体结构图，其中X轴的正方向为前端方向；图2是图1的局部放大图；图3是本发明机针的主视图；图4是图3的左视图；图5是图3的俯视图，图中：17是压缩空气管。
具体实施方式
具体实施方式一：参照图1和图2，本实施方式由机床底柜1、X轴滚珠丝杠副2、X轴移动副3、Z轴滚珠丝杠副5、Z轴移动副6、双气缸执行器7、机针卡8、限位压板9、支撑板10、方形框架底座11、夹板12、两个移动滑杆14和可旋转丝杠副13组成，方形框架底座11水平地连接在机床底柜1的上端，在方形框架底座11的左右侧框架上各有一个水平方向的透槽21，两个移动滑杆14分别平行地置入在左右透槽21内，夹板12是两个移动滑杆14的共用滑块，在方形框架底座11的前端框架上沿X轴方向开有内螺纹孔作为可旋转丝杠副13的螺母，可旋转丝杠副13的丝杠的后端与夹板12转动连接；X轴移动副3、X轴滚珠丝杠副2平行于X轴分别安装在方形框架底座11的左右侧框架的上端，Z轴滚珠丝杠副5与Z轴移动副6平行于Z轴共同地安装在X轴滚珠丝杠副2的滚珠螺母和X轴移动副3的滑块的上端，Z轴滚珠丝杠副5的滚珠螺母与Z轴移动副6的滑块合为一体构成移动部件4；双气缸执行器7竖直地连接在移动部件4的前端，双气缸执行器7的两个活塞杆15的下端连接机针卡8，X轴滚珠丝杠副2的丝杠端部连接有X轴伺服电机22，Z轴滚珠丝杠副5的丝杠端部连接有Z轴伺服电机18。
具体实施方式二：参照图1和图2，本实施方式与具体实施方式一的不同点是，它还包括一个调节螺钉19，调节螺钉19的下端旋过双气缸执行器7上端的竖直螺孔与移动部件4转动连接，双气缸执行器7与移动部件4由竖直方向上相互配合的直线滑轨连接，其他组成和连接关系与具体实施方式一相同。调节螺钉19调整固定双气缸执行器7的高度，以便适合不同厚度的工件。
具体实施方式三：参照图1和图2，本实施方式与具体实施方式一、二的不同点是，它还包括支撑板10，支撑板10位于夹板12下端的水平面之下，支撑板10左右端的立板分别与X轴移动副3的滑块、X轴滚珠丝杠副2的滚珠螺母固定连接，支撑板10的下端平板上面有一条平行于Z轴的过针缝隙，其他组成和连接关系与具体实施方式一、二相同。支撑板10可以支撑泡沫板，避免机针打孔穿纤维时泡沫板发生向下变形。
具体实施方式四：参照图1和图2，本实施方式与具体实施方式一、二、三的不同点是，双气缸执行器7还装配有直角形的限位压板9，限位压板9的上端立板固定连接在双气缸执行器7的侧壁上，限位压板9的下端平板上有一个与机针卡8的卡针孔同轴线的过针孔，其他组成和连接关系与具体实施方式一、二、三相同。限位压板9可以阻挡限制泡沫板被机针带起发生向上变形。
具体实施方式五：参照图1，本实施方式与具体实施方式一、二、三、四的不同点是，它还包括安装在夹板12上端的X轴电限位开关25和安装在方形框架底座11的右侧框架上端紧靠后侧位置的Z轴电限位开关26，其他组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四相同。可以防止机针16位移过位。
具体实施方式六：参照图3、图4和图5，本实施方式是机针16尖部的锥面上沿轴向开有以轴心对称的四道沟槽20。沟槽20可以有些地钩带纤维。
具体实施方式七：参照图3、图4和图5，本实施方式与具体实施方式六的不同点是，机针16的尖部成60°锥角，其他组成和连接关系与具体实施方式六相同。经试验验证这个锥角的机针穿纤维效果最佳。
具体实施方式八：参照图3、图4和图5，本实施方式与具体实施方式六、七的不同点是，沟槽20的宽度为0.3毫米，其他组成和连接关系与具体实施方式六、七相同。经试验得出这种方式的机针穿纤维效果最佳。
具体实施方式九：参照图3、图4和图5，本实施方式与具体实施方式六、七、八的不同点是，机针由4CrW2Si合金工具钢制造，其他组成和连接关系与具体实施方式六、七、八相同。用这种材料制成的机针硬度高，耐磨性能好。

Claims (9)

1.一种泡沫板穿纤维数控机床，其特征是泡沫板穿纤维数控机床包括机床底柜(1)、X轴滚珠丝杠副(2)、X轴移动副(3)、Z轴滚珠丝杠副(5)、Z轴移动副(6)、双气缸执行器(7)、机针卡(8)、限位压板(9)、支撑板(10)、方形框架底座(11)、夹板(12)、两个移动滑杆(14)和可旋转丝杠副(13)，方形框架底座(11)水平地连接在机床底柜(1)的上端，在方形框架底座(11)的左右侧框架上各有一个水平方向的透槽(21)，两个移动滑杆(14)分别平行地置入在左右透槽(21)内，夹板(12)是两个移动滑杆(14)的共用滑块，在方形框架底座(11)的前端框架上沿X轴方向开有内螺纹孔作为可旋转丝杠副(13)的螺母，可旋转丝杠副(13)的丝杠的后端与夹板(12)转动连接；X轴移动副(3)、X轴滚珠丝杠副(2)平行于X轴分别安装在方形框架底座(11)的左右侧框架的上端，Z轴滚珠丝杠副(5)与Z轴移动副(6)平行于Z轴共同地安装在X轴滚珠丝杠副(2)的滚珠螺母和X轴移动副(3)的滑块的上端，Z轴滚珠丝杠副(5)的滚珠螺母与Z轴移动副(6)的滑块合为一体构成移动部件(4)；双气缸执行器(7)竖直地连接在移动部件(4)的前端，双气缸执行器(7)的两个活塞杆(15)的下端连接机针卡(8)，X轴滚珠丝杠副(2)的丝杠端部连接有X轴伺服电机(22)，Z轴滚珠丝杠副(5)的丝杠端部连接有Z轴伺服电机(18)。
2.根据权利要求1所述的泡沫板穿纤维数控机床，其特征是它还包括一个调节螺钉(19)，调节螺钉(19)的下端旋过双气缸执行器(7)上端的竖直螺孔与移动部件(4)转动连接，双气缸执行器(7)与移动部件(4)由竖直方向上相互配合的直线滑轨连接。
3.根据权利要求1或2所述的泡沫板穿纤维数控机床，其特征是它还包括支撑板(10)，支撑板(10)位于夹板(12)下端的水平面之下，支撑板(10)左右端的立板分别与X轴移动副(3)的滑块、X轴滚珠丝杠副(2)的滚珠螺母固定连接，支撑板(10)的下端平板上面有一条平行于Z轴的过针缝隙。
4.根据权利要求3所述的泡沫板穿纤维数控机床，其特征是双气缸执行器(7)还装配有直角形的限位压板(9)，限位压板(9)的上端立板固定连接在双气缸执行器(7)的侧壁上，限位压板(9)的下端平板上有一个与机针卡(8)的卡针孔同轴线的过针孔。
5.根据权利要求4所述的泡沫板穿纤维数控机床，其特征是它还包括安装在夹板(12)上端的X轴电限位开关(25)和安装在方形框架底座(11)的右侧框架上端紧靠后侧位置的Z轴电限位开关(26)。
6.用于权利要求1所述的泡沫板穿纤维数控机床上的机针，其特征是机针(16)尖部的锥面上沿轴向开有以轴心对称的四道沟槽(20)。
7.根据权利要求6所述的机针，其特征是机针(16)的尖部成60°锥角。
8.根据权利要求6或7所述的机针，其特征是沟槽(20)的宽度为0.3毫米。
9.根据权利要求8所述的机针，其特征是机针(16)由4CrW2Si合金工具钢制造。
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