CN201313266Y - 一种蜂窝柔性材料加工固持的预压紧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蜂窝柔性材料加工固持的预压紧装置。该装置主要由固定支架、升降支架、移动压紧框、4个气缸、链轮传动机构、步进电机、蜗轮蜗杆减速器组成。其中，移动压紧框主要由传动轴、导轨、m×n个弹簧排列而成。本实用新型可以在向蜂窝柔性材料中填充铁粉前自动压紧蜂窝柔性材料，消除柔性材料与磁性固持平台之间的间隙，使得蜂窝柔性材料与磁性固持平台之间紧密接触，铁粉能够均匀填入蜂窝柔性材料的蜂窝孔隙中，提高蜂窝柔性材料装夹精度。在开通磁路，蜂窝柔性材料被固持后，移动压紧框又可以由升降支架移动到固定支架上，避免移动压紧框与切削加工过程干涉。

Description

一种蜂窝柔性材料加工固持的预压紧装置

技术领域

本实用新型涉及压紧装置，尤其涉及一种蜂窝柔性材料加工固持的预压紧装置。

背景技术

蜂窝柔性材料是一种先进的航空复合材料，具有轻质、高强、密度低等优点，而且根据需要可以在较大范围内按照密度进行选择与调整，以Nomex蜂窝为芯材制成的夹层结构件，其比强度、比刚度约为钢材的9倍，同时蜂窝柔性材料具有耐腐蚀、抗冲击、抗疲劳、吸收振动能量和热稳定性好以及优良的绝缘性能和透电磁波等一系列优良特性。蜂窝柔性材料的应用首先是从航空航天领域开始的，从其投入应用以来有三件标志性的历史事件。第一件是美国的第一架八座商用飞机—里尔芳2100号，这架飞机仅重567kg，它以结构小巧、重量轻而称奇于世；第二件是哥伦比亚号航天飞机；第三件是波音767大型客机。蜂窝柔性材料在这几个飞行器上的成功应用，表明了蜂窝柔性材料良好的使用性能和制造技术的成熟，这些成就推动了复合材料在重要工程结构上的推广应用步伐。

伴随着航空航天等工业的发展，蜂窝芯结构作为一种新型的结构复合材料，其应用数量和应用范围日益增加。在建筑行业，采用蜂窝芯结构作墙体，可以大大减轻地震造成的人员伤亡和财产损失；在汽车工业中，蜂窝柔性材料主要应用于车身外蒙皮、车身结构、车架结构、保险杠、座椅、车门等处；在船舶工业中，采用蜂窝柔性材料作舱壁以减少船重，改善船的灵活性和稳定性；新一代高速火车车厢正在逐步采用蜂窝芯结构取代FRP、钢板、铝板。意大利新一代ETR460、470、500高速火车，采用Hexel公司提供的Hexlite310蜂窝柔性材料制造车厢的侧板、顶板和行李间等，从而使车厢重量从原来12吨/节减至4吨/节，降低了车厢的重量以及车轴、轨道的负荷，使得仍在沿用旧轨道行驶时达到高速目标(ERT500车速大于200km/h)，并且有效地减少了动力消耗以及维修费用。

蜂窝柔性材料作为一种新型的复合材料，由于具有各种优良的物理性能，其应用领域还在不断扩大，但是由于这种新型材料独特的外形结构和特殊的各向异性力学性能，使得其在高速铣削加工过程中所采用的固持方法也完全不同于一般的金属材料。通常的蜂窝芯零件类似于金属材料加工中的板类零件，零件面积很大，厚度很薄，零件本身的刚性较差。在金属板类材料加工过程中，目前通常采用的固持方法是真空吸附法和磁场吸附法。真空吸附法主要应用于板类零件的铣削加工，磁场吸附法主要应用于板类零件的磨削加工。通过真空压力或者磁场力的作用使得金属板类零件的底面与固持平台的表面紧密贴合，从而达到对金属板类零件的装夹、固持。目前，适用于蜂窝芯零件的主要固持方法有以下四种：(1)聚乙二醇法，(2)双面粘结带法，(3)隔膜法，(4)磁场和摩擦吸附法(浙江大学发明专利ZL 01 1 35679.0)。采用聚乙二醇、双面粘结带、隔膜等方法时，工人在固持零件过程中需要不断的用沙袋对蜂窝芯零件进行拍打，使蜂窝芯零件底面与固持平台表面尽量贴合。但是这种方法使用丙酮作为清洗剂，会导致环境污染，长时间接触此类物质还有致癌的危险。大量生产实践也表明这种固持方法提供的固持力小，固持可靠性、稳定性差。隔膜法成本极高，一般情况下很少被工厂采用。浙江大学提出的基于磁场和摩擦吸附的固持方法属于纯物理过程的蜂窝固持方法，具有操作简单、固持可靠、成本低廉、绿色等优点。本实用新型提出的一种基于阵列布置的弹簧压紧装置，主要用于发明专利ZL 01 1 35679.0的配套使用，解决填充铁粉颗粒之前的蜂窝预压紧问题，从而进一步提高蜂窝柔性材料的加工精度。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种蜂窝柔性材料加工固持平台的预压紧装置。

它包括步进电机、蜗轮蜗杆减速器、第一滚轮、固定支架、移动压紧框、弹簧、浮动接头、气缸、升降支架、蜂窝、磁性固持平台、薄钢板、螺母、滚子链、传动轴、链轮、第一槽钢、第一导轨、第二导轨、第二槽钢、第二滚轮、机床平台，机床平台上设有固定支架、气缸和磁性固持平台，固定支架上设有移动压紧框，移动压紧框一端设有步进电机，步进电机依次与蜗轮蜗杆减速器、滚子链、链轮、第一滚轮、传动轴相连接，第一滚轮和第二滚轮通过圆螺母固定在传动轴的两端部，同时滚子链、第一滚轮、传动轴连接在移动压紧框的下面。焊接在n条薄钢板上的m×n个弹簧构成的阵列通过螺母连接在移动压紧框的边框上，升降支架通过浮动接头连接在气缸上方，升降支架上方连接第一槽钢和第二槽钢，第一导轨位于第一槽钢内部，第二导轨位于第二槽钢内部，磁性固持平台位于升降支架的下方。

所述的固定支架与升降支架并排放置。升降支架四个角点各由一个气缸支撑，通过浮动接头与升降支架相连。移动压紧框由两根传动轴、传动轴两端的第一滚轮、第二滚轮和焊接在n条薄钢板上的m×n个弹簧排列而成。

本实用新型在铁粉填充前，移动压紧框的m×n个弹簧均匀压紧蜂窝柔性材料，从而消除蜂窝柔性材料与固持平台之间的间隙，使得铁粉能够均匀填入蜂窝孔隙，提高蜂窝装夹精度；在开通磁路，蜂窝柔性材料被固持后，移动压紧框又可以在传动机构的带动下由升降支架移动到固定支架，避免移动支架等压紧工装与切削加工过程干涉。

附图说明

图1(a)是蜂窝柔性材料加工固持的预压紧装置的主视图；

图1(b)是蜂窝柔性材料加工固持的预压紧装置的俯视图；

图1(c)是图1(a)A的局部区域的放大图；

图1(d)是图1(b)B的局部区域的放大图；

图2(a)是本实用新型的移动压紧框已经移动到升降支架上的示意图；

图2(b)是图2(a)俯视图；

图2(c)是图2(b)的A-A剖面图；

图2(d)是图2(c)A的局部区域放大图；

图2(e)是图2(c)B的局部区域放大图；

图2(f)是图2(c)C的局部区域放大图；

图3是本实用新型的移动压紧框压紧蜂窝的示意图；

图中：步进电机1、蜗轮蜗杆减速器2、第一滚轮3、固定支架4、带动移动压紧框5、弹簧6、浮动接头7、气缸8、升降支架9、蜂窝10、磁性固持平台11、薄钢板12、螺母13、滚子链14、传动轴15、链轮16、第一槽钢17、第一导轨18、第二导轨19、第二槽钢20、第二滚轮21、机床平台22。

具体实施方式

如图1所示，蜂窝柔性材料加工固持的预压紧装置包括步进电机1、蜗轮蜗杆减速器2、第一滚轮3、固定支架4、移动压紧框5、弹簧6、浮动接头7、气缸8、升降支架9、蜂窝10、磁性固持平台11、薄钢板12、螺母13、滚子链14、传动轴15、链轮16、第一槽钢17、第一导轨18、第二导轨19、第二槽钢20、第二滚轮21，机床平台22，机床平台22上设有固定支架4、4个气缸8和磁性固持平台11，固定支架4上设有移动压紧框5，移动压紧框5一端设有步进电机1，步进电机1依次与蜗轮蜗杆减速器2、滚子链14、链轮16、第一滚轮3、传动轴15相连接，第一滚轮3和第二滚轮21通过圆螺母固定在传动轴15的两端部，同时滚子链14、第一滚轮3、传动轴15连接在移动压紧框5的下面。焊接在n条薄钢板上的m×n个弹簧6构成的阵列通过螺母13连接在移动压紧框5的边框上，升降支架9通过浮动接头7连接在气缸8上方，升降支架9上方连接第一槽钢17和第二槽钢20，第一导轨18位于第一槽钢17内部，第二导轨19位于第二槽钢20内部，磁性固持平台11位于升降支架9的下方。

所述的固定支架4与升降支架9并排放置。升降支架四个角点各由一个气缸8支撑，通过浮动接头与升降支架相连。移动压紧框5由两根传动轴15、传动轴两端的第一滚轮3、第二滚轮21和焊接在n条薄钢板12上的m×n个弹簧6排列而成。

本实用新型的工作过程如下：

在填充铁粉前，机床平台22上设有固定支架4、气缸8和磁性固持平台11，移动压紧框5放置在固定支架4上，蜂窝柔性材料10放置在磁性固持平台11上，磁性固持平台11位于升降支架9下方(图1(a)和(b))。4个气缸8带动升降支架9上升，使得升降支架9的导轨与固定支架4的第一导轨18、第二导轨19位于同一水平面上。

步进电机1通过蜗轮蜗杆减速器2、第一滚轮3、第二滚轮21、滚子链14和链轮16带动移动压紧框5的传动轴15旋转，从而使得传动轴15两端的第一滚轮3和第二滚轮21沿第一导轨18、第二导轨19平移，带动移动压紧框5运动到蜂窝柔性材料10的正上方，见图2(a)和(b)。

4个气缸8同时下降，通过浮动接头7带动升降支架9下降，固定在升降支架9上的第一槽钢17和第二槽钢20又带动移动压紧框5下降，使得焊接在n条薄钢板12上的弹簧6压在蜂窝柔性材料10的上表面，从而使得蜂窝柔性材料10的下表面紧紧贴合在磁性固持平台11的工作台面上，见图3。

铁粉填充结束后，开启磁性固持平台11的磁路，通过铁粉将蜂窝柔性材料10吸附在磁性平台11的台面上，气缸8上升，使升降支架9的导轨与固定支架4的导轨处在同一高度，弹簧6脱离与蜂窝柔性材料10的接触，在步进电机1和蜗轮蜗杆减速器2的驱动下，移动压紧框5从升降支架9返回到固定支架4上。

Claims (4)

1.一种蜂窝柔性材料加工固持的预压紧装置，其特征在于包括步进电机(1)、蜗轮蜗杆减速器(2)、第一滚轮(3)、固定支架(4)、移动压紧框(5)、弹簧(6)、浮动接头(7)、气缸(8)、升降支架(9)、蜂窝柔性材料(10)、磁性固持平台(11)、薄钢板(12)、螺母(13)、滚子链(14)、传动轴(15)、链轮(16)、第一槽钢(17)、第一导轨(18)、第二导轨(19)、第二槽钢(20)、第二滚轮(21)、机床平台(22)，机床平台(22)上设有固定支架(4)、气缸(8)和磁性固持平台(11)，固定支架(4)上设有移动压紧框(5)，移动压紧框(5)一端设有步进电机(1)，步进电机(1)依次与蜗轮蜗杆减速器(2)、滚子链(14)、链轮(16)、第一滚轮(3)、传动轴(15)相连接，第一滚轮(3)和第二滚轮(21)通过圆螺母固定在传动轴(15)的两端部，同时滚子链(14)、第一滚轮(3)、传动轴(15)连接在移动压紧框(5)的下面，焊接在n条薄钢板(12)上的m×n个弹簧(6)构成的弹簧阵列通过螺母(13)连接在移动压紧框(5)的边框上，升降支架(9)通过浮动接头(7)连接在气缸(8)上方，升降支架(9)上方连接第一槽钢(17)和第二槽钢(20)，第一导轨(18)位于第一槽钢(17)内部，第二导轨(19)位于第二槽钢(20)内部，磁性固持平台(11)位于升降支架(9)的下方。

2.根据权利要求1所述的一种蜂窝柔性材料加工磁性固持的预压紧装置，其特征在于所述的固定支架(4)与升降支架(9)并排放置。

3.根据权利要求1所述的一种蜂窝柔性材料加工磁性固持的预压紧装置，其特征在于所述的升降支架(9)四个角点各由一个气缸(8)支撑，通过浮动接头(7)与升降支架(9)相连。

4.根据权利要求1所述的一种蜂窝柔性材料加工磁性固持的预压紧装置，其特征在于所述的移动压紧框(5)由传动轴(15)、传动轴两端的第一滚轮(3)、第二滚轮(21)和焊接在n条薄钢板(12)上的m×n个弹簧(6)排列而成。

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