專利名稱：一種蜂窩柔性材料加工固持的預壓緊裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及壓緊裝置，尤其涉及一種蜂窩柔性材料加工固持的預壓緊 裝置。
背景技術：
蜂窩柔性材料是一種先進的航空復合材料，具有輕質、高強、密度低等優
點，而且根據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，同時蜂窩柔性 材料具有耐腐蝕、抗沖擊、抗疲勞、吸收振動能量和熱穩定性好以及優良的絕 緣性能和透電磁波等一系列優良特性。蜂窩柔性材料的應用首先是從航空航天 領域開始的，從其投入應用以來有三件標志性的歷史事件。第一件是美國的第 一架八座商用飛機一里爾芳2100號，這架飛機僅重567kg，它以結構小巧、重 量輕而稱奇于世；第二件是哥倫比亞號航天飛機；第三件是波音767大型客機。 蜂窩柔性材料在這幾個飛行器上的成功應用，表明了蜂窩柔性材料良好的使用 性能和制造技術的成熟，這些成就推動了復合材料在重要工程結構上的推廣應 用步伐。
伴隨著航空航天等工業的發展，蜂窩芯結構作為一種新型的結構復合材料， 其應用數量和應用范圍日益增加。在建筑行業，采用蜂窩芯結構作墻體，可以 大大減輕地震造成的人員傷亡和財產損失；在汽車工業中，蜂窩柔性材料主要 應用于車身外蒙皮、車身結構、車架結構、保險杠、座椅、車門等處；在船舶 工業中，采用蜂窩柔性材料作艙壁以減少船重，改善船的靈活性和穩定性；新 一代高速火車車廂正在逐步采用蜂窩芯結構取代FRP、鋼板、鋁板。意大利新 一代ETR460、 470、 500高速火車，采用Hexel公司提供的Hexlite310蜂窩柔性 材料制造車廂的側板、頂板和行李間等，從而使車廂重量從原來12噸/節減至4 噸/節，降低了車廂的重量以及車軸、軌道的負荷，使得仍在沿用舊軌道行駛時 達到高速目標(ERT500車速大于200km/h)，并且有效地減少了動力消耗以及維 修費用。
蜂窩柔性材料作為一種新型的復合材料，由于具有各種優良的物理性能， 其應用領域還在不斷擴大，但是由于這種新型材料獨特的外形結構和特殊的各 向異性力學性能，使得其在高速銑削加工過程中所采用的固持方法也完全不同 于一般的金屬材料。通常的蜂窩芯零件類似于金屬材料加工中的板類零件，零件面積很大，厚度很薄，零件本身的剛性較差。在金屬板類材料加工過程中， 目前通常采用的固持方法是真空吸附法和磁場吸附法。真空吸附法主要應用于 板類零件的銑削加工，磁場吸附法主要應用于板類零件的磨削加工。通過真空 壓力或者磁場力的作用使得金屬板類零件的底面與固持平臺的表面緊密貼合， 從而達到對金屬板類零件的裝夾、固持。目前，適用于蜂窩芯零件的主要固持
方法有以下四種(1)聚乙二醇法，(2)雙面粘結帶法，(3)隔膜法，(4)磁 場和摩擦吸附法(浙江大學發明專利ZLOl 1 35679.0)。采用聚乙二醇、雙面粘 結帶、隔膜等方法時，工人在固持零件過程中需要不斷的用沙袋對蜂窩芯零件 進行拍打，使蜂窩芯零件底面與固持平臺表面盡量貼合。但是這種方法使用丙 酮作為清洗劑，會導致環境污染，長時間接觸此類物質還有致癌的危險。大量 生產實踐也表明這種固持方法提供的固持力小，固持可靠性、穩定性差。隔膜 法成本極高， 一般情況下很少被工廠采用。浙江大學提出的基于磁場和摩擦吸 附的固持方法屬于純物理過程的蜂窩固持方法，具有操作簡單、固持可靠、成 本低廉、綠色等優點。本實用新型提出的一種基于陣列布置的彈簧壓緊裝置， 主要用于發明專利ZLOl 1 35679.0的配套使用，解決填充鐵粉顆粒之前的蜂窩 預壓緊問題，從而進一步提高蜂窩柔性材料的加工精度。 發明內容
本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種蜂窩柔性材料加工固 持平臺的預壓緊裝置。
它包括步進電機、蝸輪蝸桿減速器、第一滾輪、固定支架、移動壓緊框、 彈簧、浮動接頭、氣缸、升降支架、蜂窩、磁性固持平臺、薄鋼板、螺母、滾 子鏈、傳動軸、鏈輪、第一槽鋼、第一導軌、第二導軌、第二槽鋼、第二滾輪、 機床平臺，機床平臺上設有固定支架、氣缸和磁性固持平臺，固定支架上設有 移動壓緊框，移動壓緊框一端設有步進電機，步進電機依次與蝸輪蝸桿減速器、 滾子鏈、鏈輪、第一滾輪、傳動軸相連接，第一滾輪和第二滾輪通過圓螺母固 定在傳動軸的兩端部，同時滾子鏈、第一滾輪、傳動軸連接在移動壓緊框的下 面。焊接在n條薄鋼板上的mXn個彈簧構成的陣列通過螺母連接在移動壓緊框
的邊框上，升降支架通過浮動接頭連接在氣缸上方，升降支架上方連接第一槽 鋼和第二槽鋼，第一導軌位于第一槽鋼內部，第二導軌位于第二槽鋼內部，磁 性固持平臺位于升降支架的下方。
所述的固定支架與升降支架并排放置。升降支架四個角點各由一個氣缸支 撐，通過浮動接頭與升降支架相連。移動壓緊框由兩根傳動軸、傳動軸兩端的
4第一滾輪、第二滾輪和焊接在n條薄鋼板上的mXn個彈簧排列而成。
本實用新型在鐵粉填充前，移動壓緊框的mXn個彈簧均勻壓緊蜂窩柔性材 料，從而消除蜂窩柔性材料與固持平臺之間的間隙，使得鐵粉能夠均勻填入蜂 窩孔隙，提高蜂窩裝夾精度；在開通磁路，蜂窩柔性材料被固持后，移動壓緊 框又可以在傳動機構的帶動下由升降支架移動到固定支架，避免移動支架等壓 緊工裝與切削加工過程干涉。
圖1 (a)是蜂窩柔性材料加工固持的預壓緊裝置的主視圖； 圖1 (b)是蜂窩柔性材料加工固持的預壓緊裝置的俯視圖l(c)是圖1 (a) A的局部區域的放大圖； 圖l(d)是圖1 (b) B的局部區域的放大圖2 (a)是本實用新型的移動壓緊框已經移動到升降支架上的示意圖2 (b)是圖2 (a)俯視圖2 (c)是圖2 ( b)的A-A剖面圖2 (d)是圖2 (c) A的局部區域放大圖2 (e)是圖2 (c) B的局部區域放大圖2 (f)是圖2 (c) C的局部區域放大圖3是本實用新型的移動壓緊框壓緊蜂窩的示意圖中步進電機l、蝸輪蝸桿減速器2、第一滾輪3、固定支架4、帶動移 動壓緊框5、彈簧6、浮動接頭7、氣缸8、升降支架9、蜂窩10、磁性固持平 臺11、薄鋼板12、螺母13、滾子鏈14、傳動軸15、鏈輪16、第一槽鋼17、第 一導軌18、第二導軌19、第二槽鋼20、第二滾輪21、機床平臺22。
具體實施方式
如圖1所示，蜂窩柔性材料加工固持的預壓緊裝置包括步進電機1、蝸輪蝸 桿減速器2、第一滾輪3、固定支架4、移動壓緊框5、彈簧6、浮動接頭7、氣 缸8、升降支架9、蜂窩10、磁性固持平臺11、薄鋼板12、螺母13、滾子鏈14、 傳動軸15、鏈輪16、第一槽鋼17、第一導軌18、第二導軌19、第二槽鋼20、 第二滾輪21 ，機床平臺22，機床平臺22上設有固定支架4、 4個氣缸8和磁性 固持平臺ll，固定支架4上設有移動壓緊框5，移動壓緊框5—端設有步進電 機l，步進電機1依次與蝸輪蝸桿減速器2、滾子鏈14、鏈輪16、第一滾輪3、 傳動軸15相連接，第一滾輪3和第二滾輪21通過圓螺母固定在傳動軸15的兩 端部，同時滾子鏈14、第一滾輪3、傳動軸15連接在移動壓緊框5的下面。焊 接在n條薄鋼板上的mXn個彈簧6構成的陣列通過螺母13連接在移動壓緊框
55的邊框上，升降支架9通過浮動接頭7連接在氣缸8上方，升降支架9上方連 接第一槽鋼17和第二槽鋼20，第一導軌18位于第一槽鋼17內部，第二導軌 19位于第二槽鋼20內部，磁性固持平臺11位于升降支架9的下方。
所述的固定支架4與升降支架9并排放置。升降支架四個角點各由一個氣 缸8支撐，通過浮動接頭與升降支架相連。移動壓緊框5由兩根傳動軸15、傳 動軸兩端的第一滾輪3、第二滾輪21和焊接在n條薄鋼板12上的mXn個彈簧 6排列而成。
本實用新型的工作過程如下
在填充鐵粉前，機床平臺22上設有固定支架4、氣缸8和磁性固持平臺11， 移動壓緊框5放置在固定支架4上，蜂窩柔性材料10放置在磁性固持平臺11 上，磁性固持平臺11位于升降支架9下方(圖1 (a)和(b))。 4個氣缸8帶動 升降支架9上升，使得升降支架9的導軌與固定支架4的第一導軌18、第二導 軌19位于同一水平面上。
步進電機1通過蝸輪蝸桿減速器2、第一滾輪3、第二滾輪21、滾子鏈14 和鏈輪16帶動移動壓緊框5的傳動軸15旋轉，從而使得傳動軸15兩端的第一 滾輪3和第二滾輪21沿第一導軌18、第二導軌19平移，帶動移動壓緊框5運 動到蜂窩柔性材料10的正上方，見圖2 (a)和(b)。
4個氣缸8同時下降，通過浮動接頭7帶動升降支架9下降，固定在升降支 架9上的第一槽鋼17和第二槽鋼20又帶動移動壓緊框5下降，使得悍接在n 條薄鋼板12上的彈簧6壓在蜂窩柔性材料10的上表面，從而使得蜂窩柔性材 料10的下表面緊緊貼合在磁性固持平臺11的工作臺面上，見圖3。
鐵粉填充結束后，開啟磁性固持平臺11的磁路，通過鐵粉將蜂窩柔性材料 10吸附在磁性平臺11的臺面上，氣缸8上升，使升降支架9的導軌與固定支架 4的導軌處在同一高度，彈簧6脫離與蜂窩柔性材料10的接觸，在步進電機1 和蝸輪蝸桿減速器2的驅動下，移動壓緊框5從升降支架9返回到固定支架4 上。
權利要求1. 一種蜂窩柔性材料加工固持的預壓緊裝置，其特征在于包括步進電機(1)、蝸輪蝸桿減速器(2)、第一滾輪(3)、固定支架(4)、移動壓緊框(5)、彈簧(6)、浮動接頭(7)、氣缸(8)、升降支架(9)、蜂窩柔性材料(10)、磁性固持平臺(11)、薄鋼板(12)、螺母(13)、滾子鏈(14)、傳動軸(15)、鏈輪(16)、第一槽鋼(17)、第一導軌(18)、第二導軌(19)、第二槽鋼(20)、第二滾輪(21)、機床平臺(22)，機床平臺(22)上設有固定支架(4)、氣缸(8)和磁性固持平臺(11)，固定支架(4)上設有移動壓緊框(5)，移動壓緊框(5)一端設有步進電機(1)，步進電機(1)依次與蝸輪蝸桿減速器(2)、滾子鏈(14)、鏈輪(16)、第一滾輪(3)、傳動軸(15)相連接，第一滾輪(3)和第二滾輪(21)通過圓螺母固定在傳動軸(15)的兩端部，同時滾子鏈(14)、第一滾輪(3)、傳動軸(15)連接在移動壓緊框(5)的下面，焊接在n條薄鋼板(12)上的m×n個彈簧(6)構成的彈簧陣列通過螺母(13)連接在移動壓緊框(5)的邊框上，升降支架(9)通過浮動接頭(7)連接在氣缸(8)上方，升降支架(9)上方連接第一槽鋼(17)和第二槽鋼(20)，第一導軌(18)位于第一槽鋼(17)內部，第二導軌(19)位于第二槽鋼(20)內部，磁性固持平臺(11)位于升降支架(9)的下方。
2. 根據權利要求1所述的一種蜂窩柔性材料加工磁性固持的預壓緊裝置， 其特征在于所述的固定支架(4)與升降支架(9)并排放置。
3. 根據權利要求1所述的一種蜂窩柔性材料加工磁性固持的預壓緊裝置， 其特征在于所述的升降支架(9)四個角點各由一個氣缸(8)支撐，通過浮動 接頭(7)與升降支架(9)相連。
4. 根據權利要求1所述的一種蜂窩柔性材料加工磁性固持的預壓緊裝置， 其特征在于所述的移動壓緊框(5)由傳動軸(15)、傳動軸兩端的第一滾輪(3)、 第二滾輪(21)和焊接在n條薄鋼板(12)上的mXn個彈簧(6)排列而成。
專利摘要本實用新型公開了一種蜂窩柔性材料加工固持的預壓緊裝置。該裝置主要由固定支架、升降支架、移動壓緊框、4個氣缸、鏈輪傳動機構、步進電機、蝸輪蝸桿減速器組成。其中，移動壓緊框主要由傳動軸、導軌、m×n個彈簧排列而成。本實用新型可以在向蜂窩柔性材料中填充鐵粉前自動壓緊蜂窩柔性材料，消除柔性材料與磁性固持平臺之間的間隙，使得蜂窩柔性材料與磁性固持平臺之間緊密接觸，鐵粉能夠均勻填入蜂窩柔性材料的蜂窩孔隙中，提高蜂窩柔性材料裝夾精度。在開通磁路，蜂窩柔性材料被固持后，移動壓緊框又可以由升降支架移動到固定支架上，避免移動壓緊框與切削加工過程干涉。
文檔編號B23Q3/15GK201313266SQ20082013834
公開日2009年9月23日 申請日期2008年9月16日 優先權日2008年9月16日
發明者剛 劉, 宋良煌, 屠智明, 柯映林, 湯立民, 董輝躍, 賈叔仕, 聞 鄭 申請人:浙江大學;成都飛機工業(集團)有限責任公司