专利名称：用于蜂窝芯零件加工固持的工装的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械加工领域，特别是蜂窝夹芯材料的加工。
背景技术：
与传统的金属蜂窝、玻璃布蜂窝相比较，纸基NOMEX、KOREX蜂窝具有一系列的优良特质(I)比強度、比刚度高；(2)良好的透电磁波特性；(3)优良的化学惰性；(4)良好的自熄性能；(5)优异的隔绝性能，是隔音、隔热、电绝缘的良好材料。因此在飞机的襟翼、前缘、后缘、方向舵、尾翼，卫星的整流罩等部位有着大量应用；由于具有隔音、隔热和自熄性能等性能，在飞机、舰船、高速列车的内壁板、装饰板、行李架等应用广泛；由于具有优良的透电磁波特性，在飞机雷达罩和雷达天线等部件得到应用。蜂窝夹芯夹层结构的典型结构形式如图I所示。纸基蜂窝材料具有一系列优点的同吋，也伴随着ー个重要的“缺点”由于NOMEX蜂窝是ー种薄壁多孔结构，壁厚仅为0. 05、. 1mm，孔格的边长一般在2 5mm之间，这就使得蜂窝在沿着孔格轴向具有很高的强度，而在面内的等效强度很小，在很小的面内力的作用下就会产生很大的变形，甚至被压溃，这就决定了 NOMEX等纸基蜂窝材料，不能采用传统的实体エ件通过夹持实现固定的方法。另外一方面，NOMEX纸是芳香族聚合物纤维通过造纸エ艺制成的复合材料，而蜂窝结构本身又是ー种结构复合材料，这种功能、结构复合材料的加工方式也与传统的方式不同。而且作为飞机零件主要填充材料的蜂窝芯零件，沿着轴向的上下型面为复杂的自由曲面，需要进行双面加工。因此，NOMEX蜂窝芯零件的加工涉及到两个关键性的技术和问题(I)蜂窝芯零件的固持、エ装技木。(2)蜂窝芯零件的铣削加工技木。双面带固定法这种方法利用双面胶带的一面粘结蜂窝底面，一面粘结エ装平台实现固定的，和日常中使用的双面胶条原理较为相似，其工作原理如图2所示。这类方法通过在零件一面和固定エ装平台之间粘贴ー层双面胶带，来固定蜂窝芯零件，操作和原理都很简単，目前在我国应用十分广泛。双面带固定法在实际使用中存在不少问题(I)双面带固持方法实际上是ー种“线”接触的固定方法，这种方法提供的固持カ较小，在蜂窝削加工过程中经常出现固持力不足，蜂窝被拉起，造成零件报废。(2)对于双面都是自由曲面且需要加工的蜂窝芯零件，双面胶带很难与粘结面完全贴合，如果贴合不紧密，固持カ就很小，甚至为零。(3)维可牢尼龙搭扣条的绒毛层厚度为0. 8_左右(自由状态时)，这层绒毛在受到外加载荷的作用时产生变形。而在蜂窝零件的加工过程中，铣削カ并非固定不变，而是随着刀具的摆角、铣削量等的变化而改变的，这就会引起绒毛层厚度的动态变化，进而影响蜂窝芯零件的尺寸精度和表面质量。(4)蜂窝芯零件的横向刚度小，在往エ装平台上放置过程中，必然会产生较大的变形，而エ装平台上已经贴上双面胶带，一旦放置上去，位置相对固定，难免发生“褶皱”现象，产生一定的变形，待加工完毕，从平台取下蜂窝时，变形释放，产生尺寸精度误差。这种现象在エ装平台为自由曲面时显得尤为突出(即准备加工第二个型面的固持过程中)，这是双面带固持方法无法避免的缺点。(5)加工完后，取下双面带的时候，需要使用丙酮等有机溶剂对粘结剂进行溶解，工人工作量非常大，对身体危害很强，消耗エ时也非常多，效率低下，不能适应大批量生产。聚こニ醇法该方法是利用聚こニ醇加热(70° C 90° C)熔化后冷却固化的特性实现对蜂窝芯零件进行固持，也有专利介绍利用其他的热熔性胶粘材料，但是基本原理却是相同的，其工作原理如图3所示。聚こニ醇固持方法实际上是“面”固定的方式，从原理上讲要比“线”固定的固持力更大。这种方法的优点是，固持非常牢靠，基本上不存在固持力小于铣削力，加工中蜂窝被拉起产生报废的情况。(I)固持中需要聚こニ醇加热、冷却，准备エ序的时间长，同时需要外加加热设备，成本较高。(2)纸基蜂窝芯材料不宣与水和油等物质发生接触，加工结束后残余的聚こニ醇的清理较为困难，清理时使用有机溶剂，对操作人员的身体危害较大。基于磁场和摩擦学原理的固持方法该方法利用电磁铁或者永磁体所产生的磁场，对灌入蜂窝芯中的铁粉产生吸引力的作用，使鉄粉在自重和磁场カ的共同作用下，鉄粉与蜂窝壁、鉄粉与固持エ装平台产生摩擦力，从而实现对蜂窝零件的固定。其工作原理图如图4所示。
发明内容本实用新型主要针对蜂窝芯零件加工中的固持、エ装技术，提供ー种新型的基于真空吸附、高效率、低成本的蜂窝芯零件固持装置。本实用新型包含真空基座、真空连接管路、真空泵、压紧装置，真空基座为整个エ装的主体部分，内部为真空腔，上表面均匀分布细小的通气孔，真空腔有胶管连接到真空泵；真空连接管路，由控制阀门控制真空腔的开启；压紧装置布置于真空基座边沿，对真空吸附时的塑料进行压紧，防止漏气。在机床上安装真空平台；根据零件加工需求，找出待加工表面，选用单面胶纸将其对应面粘接，胶纸面积要大于零件待加工表面对应面的面积；零件放置在真空平台上；将真空基座未被零件覆盖的位置铺上塑料布；将零件不用加工的表面覆盖上塑料布；打开真空阀门，在真空吸附下，单面胶纸以及密封塑料布就贴紧真空平台，完成零件的夹紧。本实用新型可以带来如下有益效果I、大幅降低零件装夹成本。该新型装夹方式只需要使用单面胶纸和塑料，塑料可以多次重复利用，唯一的耗材只是单面胶纸，而单面胶纸价格便宜，相对于一般装夹方式所用的双面胶带、热熔性胶粘材料等，该新型装夹方式成本大为降低。相对于目前所用的双面胶带装夹方法，成本降低50%左右。(一般装夹时使用的胶带价格大约为500元/m2，使用该新型エ装时仅在零件加工区域粘贴胶带，非加工区域采用塑料布覆盖，最多可以节约胶带使用量50%左右)2、大幅节约装夹时间。基于该新型エ装，零件的装夹过程很快，在待加工表面对应面贴上单面胶纸，放置在エ装上，再放置合适密封塑料布并压紫，即可完成装夹，相对于ー般的装夹方式，装夹时间大大減少。相对于目前的双面胶带装夹方法，时间降低50%以上。(一般装夹方式将零件粘贴在エ装上后还需用沙袋加压以保证固定力，整个固持过程需要3小时左右；采用该新型エ装通过真空吸附及塑料布的反作用カ压紧，固持仅需要I小时左右)。3、无污染，适用性广。相对于一般需化学药剂对零件进行固化或溶解的装夹方式，操作人员不需要复杂的防护用品，具有良好的推广价值。
图I蜂窝芯材料结构示意图图2双面粘结带法固持蜂窝芯示意图图3聚こニ醇法固持蜂窝芯示意图 图4基于磁场和摩擦学原理的固持方法图5待加工面粘接单面胶纸图6真空平台未被零件覆盖区域铺密封塑料布图7零件非加工表面添加密封塑料布图8蜂窝芯零件装夹效果图I蜂窝芯零件，2单面胶纸，3待加工表面，4密封塑料布，5真空平台，6压紧装置。
具体实施方式
首先在机床上安装本实用新型。本实用新型的真空基座可分为多个独立的空腔，本实施例中分为4个腔，分别由四个控制阀门控制真空腔的开启；压紧装置，包含压板和卡条，卡条推动压板对真空吸附时的塑料进行压紧。具体工作操作如下I、根据零件加工需求，找出待加工表面，选用单面胶纸将其对应面粘接，单面胶纸面积要大于零件待加工表面对应面的面积，如图5 ；2、将零件放置在エ装上的合适位置，将エ装未被零件覆盖的位置铺上大小合适的塑料布，保证能被压紧装置压紧，如图6 ；3、将零件不用加工的表面覆盖上塑料布，保证塑料布能被压紧装置压紧如图7 ；4、关闭压紧装置，将所有密封塑料压紧，检查完毕后打开真空控制阀门，零件被吸附。通过上述装夹后，打开真空阀门，在真空吸附下，单面胶纸以及密封塑料布就贴紧エ装，完成零件的夹紧，效果如图8所示。当完成零件加工后，关闭真空阀门，打开压紧装置，掀开塑料布取下零件。当零件与エ装接触的表面不是平面吋，则可根据接触面形状，在零件下部添加与之对应形状的透气垫块即可；当零件用于压紧的上表面为曲面时，密封塑料依然会贴紧表面，不影响装夹效果。
权利要求1.一种用于蜂窝芯零件加工固持的エ装，其特征在于，包含真空基座、真空泵，真空基座内部为真空腔，上表面是多个细小的通气孔，真空腔通过真空连接管路连接到真空泵，由阀门控制真空腔的开启；压紧装置布置于真空基座边沿，在真空吸附时压紧塑料布，防止漏气。
2.根据权利要求I所述的用于蜂窝芯零件加工固持的エ装，其特征在于，所述真空基座分为若干个独立的空腔，分别由阀门控制。
3.根据权利要求I所述的用于蜂窝芯零件加工固持的エ装，其特征在于，还包括压紧装置，压紧装置包含压板和卡条，布置于真空基座边沿。
专利摘要本实用新型提供一种新型的基于真空吸附的用于蜂窝芯零件加工固持的工装，包含真空基座、真空连接管路、真空泵、压紧装置，真空基座为整个工装的主体部分，内部为真空腔，上表面均匀分布细小的通气孔，真空腔有胶管连接到真空泵；真空连接管路，由控制阀门控制真空腔的开启；压紧装置布置与真空基座边沿，对真空吸附时的塑料进行压紧，防止漏气。本实用新型可以大幅降低零件装夹成本、大幅节约装夹时间、无污染，适用性广。
文档编号B23Q3/06GK202428217SQ201120425888
公开日2012年9月12日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日
发明者刘大炜, 杜强, 高涛 申请人:成都飞机工业(集团)有限责任公司