一种高速飞行器尾翼水下激光加工装置的制作方法

本发明涉及激光加工领域，具体涉及一种高速飞行器尾翼水下激光加工装置。

背景技术：

尾翼作为精确制导武器或智能武器的重要组成部分，其作用是为弹体飞行提供升力，产生稳定力矩，保证弹体飞行的稳定性。一般说来，尾翼的工作环境极端恶劣。因此尾翼多采用高硬度铝合金、轻合金、复合材料或高强度钢、钛合金等材料来制造。目前，尾翼的制造通常采用如下几种工艺来完成：（1）机械切削加工；（2）精铸或压铸加工；（3）水射流切割；（4）电火花线切割加工。但上述几种加工工艺存在以下几点加工缺陷：（1）切削工艺复杂，且材料的利用率极低，生产成本高、资源消耗严重；（2）机械性能往往达不到使用要求，存在残余应力，易产生变形，甚至出现开裂现象；（3）切割速度缓慢，且需要额外添加辅助材料，增加了制造成本；（4）加工效率太低，不能满足大批量生产的需求。

相较于上述几种加工工艺存在的问题，激光加工具有加工速度快、效率高、成本低、材料利用率高的优势，但激光加工的精度相对于电火花线切割较低，鉴于上述问题，设计一种高速飞行器尾翼水下激光加工装置。

技术实现要素：

针对尾翼切割存在的上述问题，本发明目的在于提供一种高速飞行器尾翼水下激光加工装置，用于解决传统切割方式材料利用率低、生产成本高、加工效率低、加工精度低等问题。

本发明设计的高速飞行器尾翼水下激光加工装置技术方案如下：

该装置包括液体槽、夹具、过滤器、固定底座、固定杆、固定螺母、冷水机。

所述的液体槽包括进水口、槽体、出水口，用于存放工作液，为尾翼样件的加工提供必需的加工环境，其中进水口、出水口与冷水机、过滤器相连形成完整的循环系统。

所述的冷水机包括机身主体以及外部管道，用于调控液体槽中工作液温度及流速，减小尾翼样件的热影响区，获得较好的表面形貌，提高切割质量。

所述的夹具包括支撑平台、压片、螺栓跟螺母，支撑平台用于放置尾翼样件，压片、螺栓、螺母用于尾翼样件的定位夹紧。

所述的固定杆下端与固定底座相连，杆上开有多个卡槽，可根据尾翼样件加工需求调整不同高度，且整个固定升降装置是位于液体槽外的，可以避免过多的水下操作，操作简单，安全可靠。

所述的过滤装置只包括过滤器自身，其串联在循环系统中，过滤切割过程中产生的残渣废屑，保证工作液的清洁。

该设备的有益效果如下：

1.尾翼样件加工时，流动的工作液会带走激光切割产生的残渣及残余热量，有效减小了热影响区，提高切割表面的切割质量，且冷水机可以控制工作液的流速与温度，能满足不同的切割要求，灵活方便。

2.固定杆上的卡槽可以调节尾翼样件浸入工作液的深度，使尾翼样件处于理想的深度，可以满足不同的切割需要，且固定升降装置位于液体槽外，可以避免过多的水下操作，操作简单方便，安全可靠。

附图说明

图1是本发明装置的二维结构图。

图2是本发明装置的三维结构图。

图3是本发明装置夹具的三维结构图。

附图中的标记为：1-冷水机，2-液体槽，3-夹具，4-固定螺母，5-卡槽，6-固定杆，7-固定底座，8-过滤器，9-进水口，10-出水口，11-螺栓，12-支撑平台，13-压片，14-螺母，15-尾翼样件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明提供的高速飞行器尾翼水下激光加工装置包括：9-进水口，开设在2-液体槽一侧的上端，使工作液流入2-液体槽中；2-液体槽，用来储存工作液，为尾翼样件的加工提供必需的环境；10-出水口，开设在2-液体槽的下端，便于工作液顺利排出槽体；8-过滤器，通过管道一端与10-出水口相连，另一端与1-冷水机相连，用来过滤工作液中的残渣碎屑，保证整个回路中工作液的清洁；1-冷水机通过管道一端与8-过滤器相连，另一端与9-进水口相连，与2-液体槽、10-出水口构成一个完整的循环系统，其中，1-冷水机为整个循环系统提供动力，保证工作液在整个回路中循环流动并控制其流速，1-冷水机的另一作用是控制整个循环系统中工作液的温度，使整个系统中的工作液始终处在某一温度，为尾翼样件的加工提供一个恒温的加工环境；3-夹具，由11-螺栓、12-支撑平台、13-压片跟14-螺母构成，用来固定夹紧15-尾翼样件，一端浸没在工作液中，另一端由4-固定螺母固定；4-固定螺母，通过螺纹固定在6-固定杆上，用来辅助3-夹具的固定；5-卡槽，开设在6-固定杆上，用于调整尾翼样件浸入工作液的深度；6-固定杆跟7-固定底座相连，两者负责整个装夹定位系统的固定。

加工时，首先连接好设备，将适量工作液注入1-冷水机中，启动1-冷水机，并设置好加工所需要的温度跟流速，使工作液在整个回路中循环流动起来，待1-冷水机显示的温度跟流速达到预设值并稳定时，将15-尾翼样件装夹在3-夹具上，使15-尾翼样件浸入工作液中，通过调节3-夹具卡入不同高度的5-卡槽来调节15-尾翼样件浸入工作液中的深度，直到满足加工要求，然后开始切割，加工完毕后，关闭冷水机电源并取出尾翼样件。

本发明的所述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，还可在上述说明的基础上做出其他不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有实施方式予以穷举，而这些属于本发明的精神所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
该装置包括1‑冷水机、2‑液体槽、3‑夹具、4‑固定螺母、5‑卡槽、6‑固定杆、7‑固定底座、8‑过滤器。其中，2‑液体槽两端分别设有进水口与出水口，进水口与出水口之间通过管道与8‑过滤器、1‑冷水机相连，形成循环系统，1‑冷水机控制整个系统的温度与流速，8‑过滤器过滤掉工作液中的残渣，保证工作液的清洁，6‑固定杆上开有多个5‑卡槽用于3‑夹具的定位，两个4‑固定螺母配合5‑卡槽使3‑夹具固定的更加牢固。在光、温度、流场等多能量场的耦合作用下，实现尾翼样件高效、高质量的切割。本发明尾翼样件浸没深度可控，流场速度可控，温度可控，装置结构简单，操作简便。

技术研发人员：季画;柴明霞;赵鑫;李志永;严凤洁;牛峰;高华;曹子健
受保护的技术使用者：山东理工大学;山东特种工业集团有限公司
技术研发日：2019.03.28
技术公布日：2019.06.14