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      三維旋轉(zhuǎn)線切割方法及具有z-y、x-y轉(zhuǎn)動臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具的制作方法

      文檔序號:3126270閱讀:311來源:國知局
      三維旋轉(zhuǎn)線切割方法及具有z-y、x-y轉(zhuǎn)動臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具的制作方法
      【專利摘要】本發(fā)明涉及材料切割領(lǐng)域,具體為一種三維旋轉(zhuǎn)線切割方法及具有Z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具。該夾具包括固定臺、Z-Y轉(zhuǎn)動臂、X-Y轉(zhuǎn)動臂和壓塊四部分。固定臺為帶有一個旋轉(zhuǎn)軸和二個固定螺絲的長方體(或正方體),用于固定在線切割機上;Z-Y轉(zhuǎn)動臂帶有兩個旋轉(zhuǎn)軸、二個固定螺絲和一個旋轉(zhuǎn)刻度圓盤,用于待加工材料在Z-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn);X-Y轉(zhuǎn)動臂帶有一個旋轉(zhuǎn)軸和一個旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤,用于待加工材料在X-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn);壓塊為帶有四個固定螺絲的長方體(或正方體),用于固定待加工材料,所述的待加工材料為任意形狀的導電材料。采用該方法及夾具可以加工具有特定晶面的材料,確保材料晶面的加工精度,具有操作簡單,加工精度高,實用性強等優(yōu)點。
      【專利說明】三維旋轉(zhuǎn)線切割方法及具有z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動臂的三維旋轉(zhuǎn)夾 具

      【技術(shù)領(lǐng)域】:
      [0001] 本發(fā)明涉及材料切割領(lǐng)域,具體為一種三維旋轉(zhuǎn)線切割方法及具有z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動 臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具。

      【背景技術(shù)】:
      [0002] 電火花線切割加工,又稱線切割。其基本工作原理是利用連續(xù)移動的電極絲作電 極,對待加工材料進行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型。它主要用于企業(yè)和實驗室加工各 種形狀復雜的導電材料,具有加工余量小、加工精度高、生產(chǎn)周期短、制造成本低等突出優(yōu) 點。目前國內(nèi)外的電火花線切割機床已占電加工機床總數(shù)的60%以上。雖然線切割可以切 割出各種形狀復雜的工件,但是線切割電極絲的切割軌跡只能在機床X-Y水平面上。也就 是說,線切割電極絲的切割軌跡不可能在X-Z或者Y-Z垂直面上。此外,線切割機床所配備 的夾具不具備旋轉(zhuǎn)功能,當用夾具將待加工材料固定在機床上后,待加工材料不能在三維 空間中旋轉(zhuǎn)。因而,目前的線切割機床和夾具不能切割待加工材料的任意平面。


      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種三維旋轉(zhuǎn)線切割方法及具有Z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動臂的三維 旋轉(zhuǎn)夾具,解決了線切割過程中待加工材料無法在三維空間中旋轉(zhuǎn),無法精確切割待加工 材料任意平面等的工程問題。
      [0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:
      [0005] -種具有Ζ-Υ、Χ_Υ轉(zhuǎn)動臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具,該夾具包括固定臺、Z-Y轉(zhuǎn)動臂、X-Y轉(zhuǎn) 動臂和壓塊四部分,具體結(jié)構(gòu)如下:
      [0006] 固定臺的一端與線切割機連接,固定臺的另一端與Z-Y轉(zhuǎn)動臂的一端連接,使Z-Y 轉(zhuǎn)動臂繞固定臺的另一端在Z-Y平面旋轉(zhuǎn);Z-Y轉(zhuǎn)動臂的另一端與X-Y轉(zhuǎn)動臂的一端鉸接, 使X-Y轉(zhuǎn)動臂繞Z-Y轉(zhuǎn)動臂的另一端在X-Y平面擺動,X-Y轉(zhuǎn)動臂的另一端放置待加工材 料,待加工材料通過X-Y轉(zhuǎn)動臂的另一端安裝的壓塊夾緊固定;
      [0007] 所述Z-Y轉(zhuǎn)動臂的一端設(shè)置旋轉(zhuǎn)刻度圓盤,旋轉(zhuǎn)刻度圓盤的圓心與所述固定臺的 另一端通過旋轉(zhuǎn)軸連接,在固定臺上設(shè)置固定螺絲,通過固定螺絲穿過固定臺夾緊旋轉(zhuǎn)刻 度圓盤,使旋轉(zhuǎn)刻度圓盤在需要的位置固定;
      [0008] 所述Z-Y轉(zhuǎn)動臂的另一端沿橫向開口,所述X-Y轉(zhuǎn)動臂的一端橫向設(shè)置旋轉(zhuǎn)刻度 半圓盤,旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤伸至Z-Y轉(zhuǎn)動臂橫向開口之間,橫向開口側(cè)面與旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤 的圓心通過旋轉(zhuǎn)軸鉸接,在橫向開口側(cè)面設(shè)置固定螺絲,通過固定螺絲穿過橫向開口夾緊 旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤,使旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤在需要的位置固定。
      [0009] 所述的具有Z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具,待加工材料通過X-Y轉(zhuǎn)動臂的另一 端安裝的壓塊夾持,X-Y轉(zhuǎn)動臂與壓板的相對面上有鋸齒形凹槽,并通過固定螺絲緊固。
      [0010] 所述的具有Z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具,固定臺為帶有一個旋轉(zhuǎn)軸和二個固 定螺絲的長方體或正方體,用于固定在線切割機上;Z-Y轉(zhuǎn)動臂帶有兩個旋轉(zhuǎn)軸、二個固定 螺絲和一個旋轉(zhuǎn)刻度圓盤,用于待加工材料在Z-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn);X-Y轉(zhuǎn)動臂帶有一個旋轉(zhuǎn)軸 和一個旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤,用于待加工材料在X-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn);壓塊為帶有四個固定螺絲的 長方體或正方體,用于固定待加工材料。
      [0011] 所述的具有Z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具,該夾具的所有材料均為導電性良好 的金屬或者合金。
      [0012] 所述三維旋轉(zhuǎn)夾具的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法,該方法通過調(diào)整三維旋轉(zhuǎn)夾具的兩個 刻度盤,使待加工材料分別在垂直面和水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn),精確控制待加工材料在三維空間中 的位置,進而控制待加工材料在線切割機上的切割面,達到精確切割待加工材料晶面。
      [0013] 所述的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法,待加工材料在垂直面Z-Y平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)方式如下: 通過兩個螺絲和一個旋轉(zhuǎn)軸控制固定臺和Z-Y轉(zhuǎn)動臂的相對位置,Z-Y轉(zhuǎn)動臂的旋轉(zhuǎn)刻度 圓盤與固定臺的零刻度線構(gòu)成兩個半圓面積的順-逆隨動刻度盤,圓盤面上帶有0?180° 圓周游標刻度;隨后,通過旋轉(zhuǎn)刻度圓盤使Z-Y轉(zhuǎn)動臂在Z-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)刻度圓盤的 某一刻度與固定臺的"0"刻度重合時,旋轉(zhuǎn)刻度圓盤的刻度即為Z-Y轉(zhuǎn)動臂在Z-Y平面內(nèi) 旋轉(zhuǎn)的度數(shù)。
      [0014] 所述的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法,待加工材料在水平面X-Y平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)方式如下: 通過兩個螺絲和一個旋轉(zhuǎn)軸控制Z-Y轉(zhuǎn)動臂和X-Y轉(zhuǎn)動臂的相對位置,X-Y轉(zhuǎn)動臂的旋轉(zhuǎn) 刻度半圓盤和Z-Y轉(zhuǎn)動臂的零刻度線構(gòu)成兩個1/4圓面積的順-逆隨動刻度盤,盤面上帶 有0?90°圓周游標刻度;隨后,通過旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤使X-Y轉(zhuǎn)動臂在X-Y平面內(nèi)順時針 或者逆時針旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤的某一刻度與Z-Y轉(zhuǎn)動臂的"0"刻度重合時,旋轉(zhuǎn)刻度半 圓盤的刻度即為X-Y轉(zhuǎn)動臂在X-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的度數(shù)。
      [0015] 所述的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法,該方法具有Z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具的固定 臺與線切割機的連接有兩種方式,夾具固定臺的這兩種固定方式對材料晶面的切割沒有任 何影響;其中,第一種方式:z-Y轉(zhuǎn)動臂的橫向開口平行于線切割機的加工平臺,夾具的X-Y 轉(zhuǎn)動臂在X-Y平面轉(zhuǎn)動;第二種方式:Z-Y轉(zhuǎn)動臂的橫向開口垂直于線切割機的加工平臺, 此時,夾具的X-Y轉(zhuǎn)動臂在X-Z平面轉(zhuǎn)動。
      [0016] 所述的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法,該方法通過4個對稱的螺絲調(diào)節(jié)X-Y轉(zhuǎn)動臂與壓板 之間的距離,將待加工材料放到X-Y轉(zhuǎn)動臂與壓板之間,通過4個螺絲固定待加工材料;X-Y 轉(zhuǎn)動臂與壓板的相對面上有鋸齒形凹槽,防止待加工材料在切割過程中發(fā)生位移。
      [0017] 所述的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法,待加工材料為任意形狀的導電材料,采用三維旋轉(zhuǎn) 線切割精確切割待加工材料的任意晶面。
      [0018] 本發(fā)明的設(shè)計思想是:
      [0019] 本發(fā)明設(shè)計一種三維旋轉(zhuǎn)線切割方法,使用一種三維旋轉(zhuǎn)夾具。通過調(diào)整三維旋 轉(zhuǎn)夾具使待加工材料分別在垂直面和水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn),控制待加工材料在三維空間中的位 置,進而控制待加工材料在線切割機床上的切割面,達到精確切割待加工材料晶面的目的。 該夾具包括固定臺、Z-Y轉(zhuǎn)動臂、X-Y轉(zhuǎn)動臂和壓塊四部分,所述的待加工材料為任意形狀 的導電材料,其中:固定臺為帶有一個旋轉(zhuǎn)軸和二個固定螺絲的長方體(或正方體),用于 固定在線切割機床上;Z-Y轉(zhuǎn)動臂帶有兩個旋轉(zhuǎn)軸、二個固定螺絲和一個旋轉(zhuǎn)刻度圓盤,用 于待加工材料在Z-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn);X-Y轉(zhuǎn)動臂帶有一個旋轉(zhuǎn)軸和一個旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤,用于 待加工材料在X-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn);壓塊為帶有四個固定螺絲的長方體或正方體,用于固定待 加工材料。采用該方法及夾具可以加工具有特定晶面的材料,確保材料晶面的加工精度。
      [0020] 本發(fā)明的有益效果是:
      [0021] 1.本發(fā)明方法在線切割機床的切割過程中,采用一種三維旋轉(zhuǎn)夾具,通過調(diào)整三 維旋轉(zhuǎn)夾具使待加工材料分別在垂直面和水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn),控制待加工材料在三維空間中的 位置,進而控制待加工材料在線切割機上的切割面,達到精確切割待加工材料晶面的目的。
      [0022] 2.本發(fā)明的三維旋轉(zhuǎn)夾具由固定臺、Z-Y轉(zhuǎn)動臂、X-Y轉(zhuǎn)動臂和壓塊四部分組成, 任一部分都可以通過螺絲和旋轉(zhuǎn)軸進行拆卸。所以,當夾具的某一部分出現(xiàn)問題時,只需要 更換這一部分就可以,不需要報廢整個夾具,因此夾具在使用上配置靈活。
      [0023] 3.本發(fā)明方法涉及的夾具結(jié)構(gòu)簡單,易于生產(chǎn),能快速準確的調(diào)整待加工材料的 切割面。該方法成本低,便于推廣應用。
      [0024] 因此,本發(fā)明最大的優(yōu)勢是使待加工材料在三維空間中精確旋轉(zhuǎn),進而切割待加 工材料的任意平面。

      【專利附圖】

      【附圖說明】:
      [0025] 圖1為本發(fā)明的三維旋轉(zhuǎn)夾具示意圖。圖中,1、固定臺;2、Z-Y轉(zhuǎn)動臂;3、X-Y轉(zhuǎn) 動臂;4、壓塊;〇代表固定螺絲;?代表旋轉(zhuǎn)軸。
      [0026] 圖2(a)_(d)為夾具四個組成部分示意圖。其中,(a)圖為固定臺示意圖;(b)圖為 Z-Y轉(zhuǎn)動臂示意圖;(c)圖為X-Y轉(zhuǎn)動臂示意圖;(d)為壓塊示意圖。圖中,1、固定臺;2、Ζ_Υ 轉(zhuǎn)動臂;3、X-Y轉(zhuǎn)動臂;4、壓塊;5、旋轉(zhuǎn)刻度圓盤;6、旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤;7、橫向開口;8、鋸齒 形凹槽;〇代表固定螺絲;表旋轉(zhuǎn)軸。
      [0027] 圖3 (a)-(c)為Z-Y轉(zhuǎn)動臂的旋轉(zhuǎn)刻度圓盤在Z-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)示意圖。其中,(a) 圖為旋轉(zhuǎn)刻度圓盤起始位置〇° ;(b)圖為旋轉(zhuǎn)刻度圓盤轉(zhuǎn)動90° ; (c)圖為旋轉(zhuǎn)刻度圓盤 轉(zhuǎn)動180°。圖中,1、固定臺;5、旋轉(zhuǎn)刻度圓盤;〇代表固定螺絲;Θ代表旋轉(zhuǎn)軸。
      [0028] 圖4 (a)-(c)為X-Y轉(zhuǎn)動臂的旋轉(zhuǎn)刻度圓盤在X-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)示意圖。其中,(a) 圖為旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤起始位置〇° ;(b)圖為旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤轉(zhuǎn)動45° ; (C)圖為旋轉(zhuǎn)刻度 半圓盤轉(zhuǎn)動90°。圖中,2、Z-Y轉(zhuǎn)動臂;6、旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤;〇代表固定螺絲;代表旋轉(zhuǎn) 軸。
      [0029] 圖5(a)_(c)為DD5單晶高溫合金不同晶面的顯微組織。其中,(a)圖為DD5單晶 高溫合金的(001)晶面;(b)圖為DD5單晶高溫合金的(011)晶面;(c)圖為DD5單晶高溫 合金的(111)晶面。

      【具體實施方式】:
      [0030] 如圖1、圖2(a)_(d)所示,所述的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法涉及一種三維旋轉(zhuǎn)夾具,該 夾具包括固定臺UZ-Y轉(zhuǎn)動臂2、Χ_Υ轉(zhuǎn)動臂3和壓塊4四部分(圖2),生產(chǎn)該夾具的所有 材料均為導電性良好的金屬或者合金,具體結(jié)構(gòu)如下:
      [0031] 固定臺1的一端與線切割機連接,固定臺1的另一端與Z-Y轉(zhuǎn)動臂2的一端連接, 使Z-Y轉(zhuǎn)動臂2繞固定臺1的另一端在Z-Y平面旋轉(zhuǎn);Z-Y轉(zhuǎn)動臂2的另一端與X-Y轉(zhuǎn)動 臂3的一端鉸接,使X-Y轉(zhuǎn)動臂3繞Z-Y轉(zhuǎn)動臂2的另一端在X-Y平面擺動,X-Y轉(zhuǎn)動臂3 的另一端放置待加工材料,待加工材料通過X-Y轉(zhuǎn)動臂3的另一端安裝的壓塊4夾緊固定。 其中,
      [0032] 所述Z-Y轉(zhuǎn)動臂2的一端設(shè)置旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5,旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5的圓心與所述固定 臺1的另一端通過旋轉(zhuǎn)軸連接,在固定臺1上設(shè)置固定螺絲,通過固定螺絲穿過固定臺1夾 緊旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5,使旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5在需要的位置固定。
      [0033] 所述Z-Y轉(zhuǎn)動臂2的另一端沿橫向開口,所述X-Y轉(zhuǎn)動臂3的一端橫向設(shè)置旋轉(zhuǎn) 刻度半圓盤6,旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤6伸至該橫向開口 7之間,橫向開口 7側(cè)面與旋轉(zhuǎn)刻度半圓 盤6的圓心通過旋轉(zhuǎn)軸鉸接,在橫向開口 7側(cè)面設(shè)置固定螺絲,通過固定螺絲穿過橫向開口 7夾緊旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤6,使旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤6在需要的位置固定。
      [0034] 所述待加工材料通過X-Y轉(zhuǎn)動臂3的另一端安裝的壓塊4夾持,X-Y轉(zhuǎn)動臂3與 壓板4的相對面上有鋸齒形凹槽8,并通過固定螺絲緊固。
      [0035] 本發(fā)明中,固定臺1為帶有一個旋轉(zhuǎn)軸和二個固定螺絲的長方體(或正方體),用 于固定在線切割機上;Z-Y轉(zhuǎn)動臂2帶有兩個旋轉(zhuǎn)軸、二個固定螺絲和一個旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5, 用于待加工材料在Z-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn);X-Y轉(zhuǎn)動臂3帶有一個旋轉(zhuǎn)軸和一個旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤 6,用于待加工材料在X-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn);壓塊4為帶有四個固定螺絲的長方體或正方體,用于 固定待加工材料,所述的待加工材料為任意形狀的導電材料。
      [0036] 實施例
      [0037] 如圖1、圖2(a)_(d)所示,三維旋轉(zhuǎn)線切割方法通過調(diào)整三維旋轉(zhuǎn)夾具的兩個刻 度盤,使待加工材料分別在垂直面和水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn),精確控制待加工材料在三維空間中的 位置,進而控制待加工材料在線切割機上的切割面,達到精確切割待加工材料晶面的目的。 下面以DD5鎳基單晶高溫合金為例,介紹三維旋轉(zhuǎn)線切割方法,具體步驟如下:
      [0038] 該方法通過兩個螺絲和一個旋轉(zhuǎn)軸控制固定臺1和Z-Y轉(zhuǎn)動臂2的相對位置,將 旋轉(zhuǎn)軸穿過固定臺1和Z-Y轉(zhuǎn)動臂2的旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5中心,Z-Y轉(zhuǎn)動臂2可以繞旋轉(zhuǎn)軸 旋轉(zhuǎn)。當Z-Y轉(zhuǎn)動臂2旋轉(zhuǎn)到某個位置時,用兩個螺絲固定Z-Y轉(zhuǎn)動臂2的位置。
      [0039] Z-Y轉(zhuǎn)動臂2的旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5與固定臺1的零刻度線構(gòu)成兩個半圓面積的順-逆 刻度盤,圓盤面上帶有0?180°圓周游標刻度,通過旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5使Z-Y轉(zhuǎn)動臂2在Z-Y 平面內(nèi)順時針或者逆時針旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5的某一刻度與固定臺1的"0"刻度重合時, 旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5的刻度即為Z-Y轉(zhuǎn)動臂2在Z-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的度數(shù)。
      [0040] 該方法通過兩個螺絲和一個旋轉(zhuǎn)軸控制Z-Y轉(zhuǎn)動臂2和X-Y轉(zhuǎn)動臂3的相對位置, 將旋轉(zhuǎn)軸穿過Z-Y轉(zhuǎn)動臂2和X-Y轉(zhuǎn)動臂3的旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤6中心,X-Y轉(zhuǎn)動臂3可以 繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。當X-Y轉(zhuǎn)動臂3旋轉(zhuǎn)到某個位置時,用兩個螺絲固定X-Y轉(zhuǎn)動臂3的位置。
      [0041] X-Y轉(zhuǎn)動臂3的半圓盤與Z-Y轉(zhuǎn)動臂2的零刻度線構(gòu)成兩個1/4圓面積的順-逆 刻度盤,盤面上帶有0?90°圓周游標刻度,通過旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤6使X-Y轉(zhuǎn)動臂3在X-Y 平面內(nèi)順時針或者逆時針旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤6的某一刻度與Z-Y轉(zhuǎn)動臂2的"0"刻度 重合時,旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤6的刻度即為X-Y轉(zhuǎn)動臂3在X-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的度數(shù)。
      [0042] 該方法通過4個對稱的螺絲調(diào)節(jié)X-Y轉(zhuǎn)動臂3與壓板4之間的距離,將待加工材 料放到X-Y轉(zhuǎn)動臂3與壓板4之間,通過4個螺絲固定待加工材料。X-Y轉(zhuǎn)動臂3與壓板4 的相對面上有鋸齒形凹槽8,防止待加工材料在切割過程中發(fā)生位移,待加工材料為鎳基單 晶聞溫合金。
      [0043] 如圖3(a)_(c)所示,待加工材料在Z-Y平面(垂直面)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)方式如下:通過 兩個螺絲和一個旋轉(zhuǎn)軸控制固定臺1和Z-Y轉(zhuǎn)動臂2的相對位置,Z-Y轉(zhuǎn)動臂2的旋轉(zhuǎn)刻度 圓盤5與固定臺1的零刻度線構(gòu)成兩個半圓面積的順-逆隨動刻度盤,圓盤面上帶有0? 180°圓周游標刻度。隨后,通過旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5使Z-Y轉(zhuǎn)動臂2在Z-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn) 刻度圓盤5的某一刻度與固定臺1的"0"刻度重合時,旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5的刻度即為Z-Y轉(zhuǎn) 動臂2在Z-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的度數(shù)。
      [0044] 如圖4 (a)-(c)所示,待加工材料在X-Y平面(水平面)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)方式如下:通過 兩個螺絲和一個旋轉(zhuǎn)軸控制Z-Y轉(zhuǎn)動臂2和X-Y轉(zhuǎn)動臂3的相對位置,X-Y轉(zhuǎn)動臂3的旋 轉(zhuǎn)刻度半圓盤6和Z-Y轉(zhuǎn)動臂2的零刻度線構(gòu)成兩個1/4圓面積的順-逆隨動刻度盤,盤 面上帶有0?90°圓周游標刻度。隨后,通過旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤6使X-Y轉(zhuǎn)動臂3在X-Y平 面內(nèi)順時針或者逆時針旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤6的某一刻度與Z-Y轉(zhuǎn)動臂2的"0"刻度重 合時,旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤6的刻度即為X-Y轉(zhuǎn)動臂3在X-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的度數(shù)。
      [0045] 如圖5(a)_(c)所示,DD5單晶高溫合金不同晶面的顯微組織。圖5(a)為DD5單晶 高溫合金的(001)晶面,立方狀的Y ^相(灰黑色)從Y相(白色)中析出。圖5(b)為 DD5單晶高溫合金的(011)晶面,二次枝晶的金相組織表現(xiàn)為不對稱的"十"字型。圖5(c) 為DD5單晶高溫合金的(111)晶面,二次枝晶的金相組織表現(xiàn)為對稱的"剪刀"型。
      [0046] 實施例結(jié)果表明,采用本發(fā)明可精確快速地切割待加工材料的晶面,確保材料晶 面的加工精度,具有操作簡單,加工精度高,實用性強等優(yōu)點。
      【權(quán)利要求】
      1. 一種具有Z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具,其特征在于,該夾具包括固定臺、Z-Y轉(zhuǎn) 動臂、X-Y轉(zhuǎn)動臂和壓塊四部分,具體結(jié)構(gòu)如下: 固定臺的一端與線切割機連接,固定臺的另一端與Z-Y轉(zhuǎn)動臂的一端連接,使Z-Y轉(zhuǎn) 動臂繞固定臺的另一端在Z-Y平面旋轉(zhuǎn);Z-Y轉(zhuǎn)動臂的另一端與X-Y轉(zhuǎn)動臂的一端鉸接,使 X-Y轉(zhuǎn)動臂繞Z-Y轉(zhuǎn)動臂的另一端在X-Y平面擺動,X-Y轉(zhuǎn)動臂的另一端放置待加工材料, 待加工材料通過X-Y轉(zhuǎn)動臂的另一端安裝的壓塊夾緊固定; 所述Z-Y轉(zhuǎn)動臂的一端設(shè)置旋轉(zhuǎn)刻度圓盤,旋轉(zhuǎn)刻度圓盤的圓心與所述固定臺的另一 端通過旋轉(zhuǎn)軸連接,在固定臺上設(shè)置固定螺絲,通過固定螺絲穿過固定臺夾緊旋轉(zhuǎn)刻度圓 盤,使旋轉(zhuǎn)刻度圓盤在需要的位置固定; 所述Z-Y轉(zhuǎn)動臂的另一端沿橫向開口,所述X-Y轉(zhuǎn)動臂的一端橫向設(shè)置旋轉(zhuǎn)刻度半圓 盤,旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤伸至Z-Y轉(zhuǎn)動臂橫向開口之間,橫向開口側(cè)面與旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤的圓 心通過旋轉(zhuǎn)軸鉸接,在橫向開口側(cè)面設(shè)置固定螺絲,通過固定螺絲穿過橫向開口夾緊旋轉(zhuǎn) 刻度半圓盤,使旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤在需要的位置固定。
      2. 按照權(quán)利要求1所述的具有Z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具,其特征在于,待加工 材料通過X-Y轉(zhuǎn)動臂的另一端安裝的壓塊夾持,X-Y轉(zhuǎn)動臂與壓板的相對面上有鋸齒形凹 槽,并通過固定螺絲緊固。
      3. 按照權(quán)利要求1所述的具有Z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具,其特征在于,固定臺為 帶有一個旋轉(zhuǎn)軸和二個固定螺絲的長方體或正方體,用于固定在線切割機上;Z-Y轉(zhuǎn)動臂 帶有兩個旋轉(zhuǎn)軸、二個固定螺絲和一個旋轉(zhuǎn)刻度圓盤,用于待加工材料在Z-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn); X-Y轉(zhuǎn)動臂帶有一個旋轉(zhuǎn)軸和一個旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤,用于待加工材料在X-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn);壓 塊為帶有四個固定螺絲的長方體或正方體,用于固定待加工材料。
      4. 按照權(quán)利要求1所述的具有Z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具,其特征在于,該夾具 的所有材料均為導電性良好的金屬或者合金。
      5. -種利用權(quán)利要求1所述三維旋轉(zhuǎn)夾具的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法,其特征在于,該方 法通過調(diào)整三維旋轉(zhuǎn)夾具的兩個刻度盤,使待加工材料分別在垂直面和水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn),精 確控制待加工材料在三維空間中的位置,進而控制待加工材料在線切割機上的切割面,達 到精確切割待加工材料晶面。
      6. 按照權(quán)利要求5所述的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法,其特征在于,待加工材料在垂直面Z-Y 平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)方式如下:通過兩個螺絲和一個旋轉(zhuǎn)軸控制固定臺和Z-Y轉(zhuǎn)動臂的相對位 置,Z-Y轉(zhuǎn)動臂的旋轉(zhuǎn)刻度圓盤與固定臺的零刻度線構(gòu)成兩個半圓面積的順-逆隨動刻度 盤,圓盤面上帶有0?180°圓周游標刻度;隨后,通過旋轉(zhuǎn)刻度圓盤使Z-Y轉(zhuǎn)動臂在Z-Y平 面內(nèi)旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)刻度圓盤的某一刻度與固定臺的"〇"刻度重合時,旋轉(zhuǎn)刻度圓盤的刻度即為 Z-Y轉(zhuǎn)動臂在Z-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的度數(shù)。
      7. 按照權(quán)利要求5所述的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法,其特征在于,待加工材料在水平面X-Y 平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)方式如下:通過兩個螺絲和一個旋轉(zhuǎn)軸控制Z-Y轉(zhuǎn)動臂和X-Y轉(zhuǎn)動臂的相對 位置,X-Y轉(zhuǎn)動臂的旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤和Z-Y轉(zhuǎn)動臂的零刻度線構(gòu)成兩個1/4圓面積的順-逆 隨動刻度盤,盤面上帶有0?90°圓周游標刻度;隨后,通過旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤使X-Y轉(zhuǎn)動臂 在X-Y平面內(nèi)順時針或者逆時針旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤的某一刻度與Z-Y轉(zhuǎn)動臂的"0"刻 度重合時,旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤的刻度即為X-Y轉(zhuǎn)動臂在X-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的度數(shù)。
      8. 按照權(quán)利要求5所述的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法,其特征在于,該方法具有Z-Y、X-Y轉(zhuǎn) 動臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具的固定臺與線切割機的連接有兩種方式,夾具固定臺的這兩種固定方 式對材料晶面的切割沒有任何影響;其中,第一種方式:Z_Y轉(zhuǎn)動臂的橫向開口平行于線切 割機的加工平臺,夾具的X-Y轉(zhuǎn)動臂在X-Y平面轉(zhuǎn)動;第二種方式:Z-Y轉(zhuǎn)動臂的橫向開口 垂直于線切割機的加工平臺,此時,夾具的X-Y轉(zhuǎn)動臂在X-Z平面轉(zhuǎn)動。
      9. 按照權(quán)利要求5所述的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法,其特征在于,該方法通過4個對稱的 螺絲調(diào)節(jié)X-Y轉(zhuǎn)動臂與壓板之間的距離,將待加工材料放到X-Y轉(zhuǎn)動臂與壓板之間,通過 4個螺絲固定待加工材料;X-Y轉(zhuǎn)動臂與壓板的相對面上有鋸齒形凹槽,防止待加工材料在 切割過程中發(fā)生位移。
      10. 按照權(quán)利要求5所述的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法,其特征在于,待加工材料為任意形狀 的導電材料,采用三維旋轉(zhuǎn)線切割精確切割待加工材料的任意晶面。
      【文檔編號】B23H11/00GK104353920SQ201410602340
      【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
      【發(fā)明者】劉貴群, 張小麗, 耿桂宏, 侯貴香 申請人:北方民族大學
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