《薄板零件的切割固定裝置及其切割方法》是中國商用飛機有限責任公司、上海飛機製造有限公司於2009年7月30日申請的專利，該專利的申請號為200910055651X，申請公布號為CN101987377A，公布日為2011年3月23日，發明人是朱明華、宋波。
《薄板零件的切割固定裝置及其切割方法》涉及一種薄板零件的切割固定裝置，其包括支承底座，所述支承底座用於支承並固定待切割的零件。所述切割固定裝置還包括可旋轉地安裝到支承底座上的第一靠山部件和第二靠山部件，用於壓緊待切割的零件，所述第一靠山部件的內側邊具有與期望的零件外輪廓相一致的形狀，所述第二靠山部件的外側邊具有與期望的零件外輪廓相互補的形狀，所述第一靠山部件和所述第二靠山部件之間的間隙形成切割通道，所述切割通道用於引導切割工具在其內垂直於零件對零件進行切割。該發明還涉及使用所述切割固定裝置對薄板零件進行切割的切割方法。該發明的特別之處在於採用雙靠山結構使切割工具在兩個靠山之間垂直於零件進行切割，從而有效地避免了跳刀現象。
2013年10月，《薄板零件的切割固定裝置及其切割方法》獲得第十五屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《薄板零件的切割固定裝置及其切割方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：薄板零件的切割固定裝置及其切割方法
- 類別：發明專利
- 公布號：CN101987377A
- 公布日：2011年3月23日
- 申請號：200910055651X
- 申請日：2009年7月30日
- 地址：上海市浦東新區世紀大道1777號
- 發明人：朱明華、宋波
- 分類號：B23D33/02（2006.01）I、B23D15/06（2006.01）I
- 專利代理機構：北京市金杜律師事務所
- 代理人：樓仙英
- 申請人：中國商用飛機有限責任公司、上海飛機製造有限公司
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,權利要求,實施方式,固定裝置,切割方法,榮譽表彰,
專利背景
截至2009年7月，用於蒙皮零件即鋁合金薄板的切割主要是由兩部分構成。一部分是將零件安裝在切割夾具上，切割夾具主要用於在切割過程中使零件保持穩定，使刀具按照銑切夾具的靠模銑切出正確的零件外形；另一部分是利用氣動切割工具對零件進行切割，在這一過程中保證切割角度對於零件的切割效果是很重要的。
截至2009年7月，零件的切割方法大多採用單邊靠模的形式即切割工具只有一邊靠山，也就是說，在零件上壓固一靠山部件，該靠山部件具有與期望的零件外輪廓相一致的外形，利用切割工具沿著該靠山部件的外側邊對零件進行切割，從而獲得需要的零件外輪廓。在切割中，切割工具與零件之間的角度應保持90°，否則加工出來的零件表面會不平滑，甚至傾斜，從而不能與其它的零件進行匹配。在實際生產中，由操作工人以目測的方式來保證切割工具與夾具之間的角度是90度，這一操作過程的安全性很差，尤其是在切割過程中易發生跳刀現象。
跳刀現象主要是指在銑切操作的過程中刀具在按照原定的銑切軌跡進行銑切時由於某種原因產生了一次跳躍的現象。產生的原因主要有以下幾種：1、刀具在行進中刀刃上沾到了雜質造成銑切時刀具跳躍；2、銑切時的切割角度由於工人的操作不當發生變化造成銑切的刀具跳躍；3、在切割操作過程中氣動壓力不穩定造成銑切的刀具跳躍；4、由於鋁合金材料的塑性，在切割過程中產生積屑瘤造成銑切的刀具跳躍；5、在切割過程中發生斷刀情況時會造成銑切的刀具跳躍等。跳刀的現象會導致刀具誤切零件的外形，使零件由於外形缺損而報廢。
由上述分析可知，零件的材料，刀具的質量以及切割角度的控制對於零件的切割效果都很重要。因此，如何更穩定地保證切割過程中的切割角度是最迫切需要解決的一大難題。
發明內容
專利目的
為了解決上述問題，《薄板零件的切割固定裝置及其切割方法》在切割夾具上採用雙邊靠模，來固定切割軌跡，從而保證切割角度。
技術方案
《薄板零件的切割固定裝置及其切割方法》提供一種薄板零件的切割固定裝置，其包括支承底座，所述支承底座用於支承並固定待切割的零件，其特徵在於，所述切割固定裝置還包括可旋轉地安裝到支承底座上的第一靠山部件和第二靠山部件，用於壓緊待切割的零件，所述第一靠山部件的內側邊具有與期望的零件外輪廓相一致的形狀，所述第二靠山部件的外側邊具有與期望的零件外輪廓相互補的形狀，所述第一靠山部件和所述第二靠山部件之間的間隙形成切割通道，所述切割通道用於引導切割工具在其內垂直於零件對零件進行切割。
該切割固定裝置上設有固定件，用於固定所述第一靠山部件或所述第二靠山部件。例如，第一靠山部件下的零件部分是有用部分，則在支承底座外沿上設定夾具等，以固定第一靠山部件；而在第二靠山部件下的零件部分是無用部分的情況下，可在該零件部分和第二靠山部件上相應地設定固定孔，並利用插銷來固定，由此第二靠山部件壓靠在零件上。
該發明還涉及使用上述切割固定裝置對零件進行切割的一種切割方法，其包括步驟：
a.將待切割的零件固定在支承底座上；
b.在所述零件上固定一第一靠山部件，所述第一靠山部件的內側邊具有與期望的零件的外輪廓相一致的形狀；
c.在所述零件上固定一第二靠山部件，所述第二靠山部件的外側邊具有與期望的零件的外輪廓相互補的形狀，所述第一靠山部件和所述第二靠山部件之間的間隙形成切割通道；
d.藉助切割工具沿所述切割通道垂直於零件對零件進行切割。
優選地，在藉助切割工具進行切割之前，選取與切割通道大小相適應的襯套，將所述切割工具固定在所述襯套內。
所述第一靠山部件與零件的外輪廓之間的距離σ等於所述切割通道的間隙值m與所述切割工具的直徑Φ的差的一半，即1/2（m-Φ）＝σ。
優選地，使用氣動切割工具對零件進行切割。所述切割工具的刀刃直徑為8毫米，所述切割通道的大小為170+0.2毫米。
有益效果
《薄板零件的切割固定裝置及其切割方法》由於在切割固定裝置上採用雙靠山結構使切割刀具在兩個靠山之間進行切割，而沒有可移動的空間。從而，與傳統的單靠山切割方法相比能夠有效地避免跳刀現象。同時，雙靠山的結構也和相配合的襯套固定了切割時的切割角度，保證了切割刀具與零件之間角度始終保持法向方向。與單邊靠山切割方法相比，這樣的結構使零件的報廢幾率降低，並且使操作的安全性得到了有效地提高。
附圖說明
圖1為根據《薄板零件的切割固定裝置及其切割方法》的優選實施例的切割固定裝置的側視圖；
圖2為根據該發明的優選實施例的切割固定裝置的俯視圖；
圖3為根據該發明的優選實施例的切割固定裝置的局部放大剖視圖，其中待切割的零件固定在切割固定裝置上。
100.切割固定裝置 | 10.支承底座 | 20.第一靠山部件 | 21.內側邊 | 30.第二靠山部件 | 31.外側邊 |
40.壓板 | 50.切割通道 | 60.切割工具 | 70.襯套 | 200.待切割的零件 | / |
權利要求
1.一種薄板零件的切割固定裝置，其包括支承底座，所述支承底座用於支承並固定待切割的零件，其特徵在於，所述切割固定裝置還包括可旋轉地安裝到支承底座上的第一靠山部件和第二靠山部件，用於壓緊待切割的零件，所述第一靠山部件的內側邊具有與期望的零件外輪廓相一致的形狀，所述第二靠山部件的外側邊具有與期望的零件外輪廓相互補的形狀，所述第一靠山部件和所述第二靠山部件之間的間隙形成切割通道，所述切割通道用於引導切割工具在其內垂直於零件對零件進行切割，該切割固定裝置上設有固定件，用於將所述第一靠山部件或所述第二靠山部件固定在零件上。
2.一種薄板零件的切割方法，其包括步驟：
a.將待切割的零件固定在支承底座上；
b.在所述零件上固定一第一靠山部件，所述第一靠山部件的內側邊具有與期望的零件的外輪廓相一致的形狀；
c.在所述零件上固定一第二靠山部件，所述第二靠山部件的外側邊具有與期望的零件的外輪廓相互補的形狀，所述第一靠山部件和所述第二靠山部件之間的間隙形成切割通道；
d.藉助切割工具沿所述切割通道垂直於零件對零件進行切割。
3.根據權利要求2所述的切割方法，其特徵在於，在藉助切割工具進行切割之前，選取與切割通道大小相適應的襯套，並將所述切割工具固定在所述襯套內。
4.根據權利要求2所述的切割方法，其特徵在於，所述第一靠山部件與零件的外輪廓之間的距離σ等於所述切割通道的間隙值m與所述切割工具的直徑Φ的差的一半，即1/2（m-Φ）＝σ。
5.根據權利要求2所述的切割方法，其特徵在於，使用氣動切割工具對零件進行切割。
6.根據權利要求2所述的切割方法，其特徵在於，所述切割工具的刀刃直徑為8毫米，所述切割通道的大小為
。
實施方式
固定裝置
圖1示出了根據《薄板零件的切割固定裝置及其切割方法》的優選實施例的切割固定裝置100的側視圖，圖2示出了切割固定裝置100的俯視圖。其中，該切割固定裝置100包括支承底座10，其用於支承並固定待切割的零件200（見圖3），可以使用夾具或其它任何固定裝置。該切割固定裝置100還包括第一靠山部件20和第二靠山部件30，用於壓靠待切割的零件。其中，第一靠山部件20的內側邊21具有與期望的零件外輪廓相一致的形狀，第二靠山部件30的外側邊31具有與期望的零件外輪廓相互補的形狀。第一靠山部件20和第二靠山部件30可旋轉地安裝在支承底座10上，並可以使用壓板40或其它裝置固定在支承底座10上。當第一靠山部件20和第二靠山部件30壓緊待加工的零件200，並固定在支承底座10上時，第一靠山部件20和第二靠山部件30之間具有一間隙。該間隙形成切割工具60的切割通道50，用於引導切割工具60在其內垂直於零件對零件進行切割。。
如圖3所示，第一靠山部件20與零件的外輪廓之間的距離σ等於所述切割通道50的間隙值m與所述切割工具60的直徑Φ的差的一半，即1/2（m-Φ）＝σ。例如，當所述切割工具的刀刃直徑為8毫米，所述切割通道的大小為17毫米，此時σ為4.5毫米。
切割方法
下文以圖2中所示的飛機蒙皮零件為例，介紹根據該發明的使用上述切割固定裝置100對零件200進行切割的切割方法，該方法包括以下步驟：
a.將待加工的零件200固定在支承底座10上，例如使用夾具等；
b.將第一靠山部件20固定在零件200上，例如使用夾具等，該第一靠山部件20的內側邊21具有與期望的零件外輪廓相一致的形狀；
c.將第二靠山部件30固定在零件200上，該第二靠山部件30的外側邊31具有與期望的零件外輪廓相互補的形狀。由於第二靠山部件30的位置和形狀，不適合使用夾具來固定，考慮到第二靠山部件30下的零件部分為無用部分，所以可以在第二靠山部件30和無用的零件部分上相應地設有固定孔，並通過插銷等固定，第一靠山部件20和第二靠山部件30之間的間隙形成切割通道50；
d.藉助切割工具60沿切割通道50對零件進行切割，切割工具60可以採用氣動切割工具，也可以選用其它任何適當的切割工具。
為了保證在切割過程中切割刀具與零件之間始終垂直，在切割通道50內裝入一襯套70，襯套的大小根據切割通道50的大小選取，使得襯套的大小與通道的大小相適應。一般地，襯套的直徑要比通道的間距小0.2-0.3毫米。然後，將切割工具固定在襯套70的中心，例如通過螺紋連線等。襯套70的圓周上可以設有突起，用於抵靠第一靠山部件和第二靠山部件。切割時，切割工具60在襯套70的引導作用下沿著切割通道50進行切割。由於第一靠山部件和第二靠山部件的限制，切割工具60在切割通道50內不會產生跳動，保持垂直於零件進行切割，從而保證了切割角度。
榮譽表彰
2013年10月，《薄板零件的切割固定裝置及其切割方法》獲得第十五屆中國專利優秀獎。
