[实用新型]柔性数控刻线器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种在数控机床数控程序控制下，精确刻出复杂零件工艺刻线的刻线器。

背景技术

目前数字化加工新技术已广泛应用于模具制造之中，复杂曲面的数控加工已有各种先进软件实现编程并用三坐标或五坐标数控机床设备加工，数控测量的精度已达到微米级，曲面的加工手段和质量已有质的飞跃。但是，要在模具的复杂曲面上精确刻出飞机零件各种站位线、零件切割线、基准线数控机床本身还不能做到。传统的做法是在复杂曲面上用中心钻数控打点，然后手工连线。这种方法是目前国内制造业采用的主要方法。其优点是快速、通用，适用于各种模具材料，但其缺点也很明显。首先是打点直径大，一般在1毫米以上，点与点的连接难以准确找到中。从整体来看，这些刻线均为一段一段的折线，构成的连线不平滑，误差大，容易导致钣金零件对合后产生不均匀间隙，其次是打点深度一般超过1毫米，这些点深凹坑会严重影响工件表面的外观质量；再其次是在曲面变化剧烈处刻各种小R时，点少影响刻线精度，点多影响曲面质量；次外，这些点在工件返修刻线时难以去除，新旧之间容易混淆。为了克服手工刻线的上述问题，现有技术通常以普通划针为工具数控刻线，但在实际工作中发现这种方法存在许多问题。一是针尖部分的工作寿命非常短，有时仅能划几米长的刻线，要么严重磨损不能用，要么崩裂不能用；二是划针在曲度不大的面上划比较平直的线还可以，但在曲度较大的面上划变化剧烈的线困度大；尤其在钢件、铸钢件、热处理件上刻线非常困难；在较粗糙面刻线必须砂光后才能上数控刻线；直径在6毫米、长度200左右的普通划针刚性差，划针易磨损，旋转刻线时受力变形，产生达1毫米粗的轨迹，大大降低刻线精度；针尖与工件型面之间的间隙时常处于变化之中，刻线所需的压力无法恒定，针尖走向控制困难，刻线有时断断续续，深浅不一，常常需要反复调整高度补刻。现有技术普通划针的刻线速度非常慢，有时低于0.5米/分，无论在质量上，还是在效率上，都不能满足现代工业的要求。为寻找新型数控划针，我们先后咨询了国内外多家著名刀具制造商，均没有生产专门用于数控刻线的刀具，也没发现更好的办法。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术存在的不足之处，提供一种耐磨性好，寿命长，可以在较大范围内调节刻线力，刻线清晰均匀的柔性数控刻线器

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种柔性数控刻线器，具有一个刚性直棒针杆，其特征在于，一端带硬质合金针尖，一端制有台阶头，伸入直柄导筒空腔内，与其上同轴线设置的限位弹性元件相接触，导筒的上端头上有一个调节所述弹性元件预压力的调节螺塞。

本实用新型相比于现有技术具有如下有益效果。

本实用新型可以根据加工材料硬度情况，通过调节螺塞对弹簧实施预压产生刻线力，工作中还可通过数控机床升降主轴调节弹簧的压力，从而刻出清晰的线条。自由伸缩的弹簧能克服微观波纹对针尖的阻碍，实现对复杂曲面的快速刻线；优质硬质合金针尖能大大提高刻线工作寿命，并保证刻线宽度均匀；小孔用于导筒，可方便注入润滑油。导筒母线上制有的排气孔兼注油孔能调节导筒内腔空气流动的压力并实现良好润滑，提高针尖快速响应度。可以通过调节螺塞和机床升降主轴在较大范围内调节刻线力，可对木、铝、铜、低碳钢、铸铁、铸钢、淬火钢等材料进行刻线。由于尖部采用具有较长寿命的硬质合金，刻线速度比传统方法提高20倍以上，每套模具刻线时间可缩短2小时。经1000余套模具工装制造试验的成功应用，提高效率的年创造产值经济效益可达40万元以上。本专利特别适用于用三坐标、五坐标数控机床在数控程序控制下精确刻出飞机复杂零件切割线、站位线、基准线、复合材料铺层角度线等工业刻线，刻线速度比传统方法提高20倍以上。采用硬质合金针尖，耐磨性好，寿命长。

附图说明

本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出。

图1是本实用新型的构造示意图。

具体实施方式

在图1中，刚性直棒针杆2一端制有硬质合金针尖1，另一端制有台阶，伸入直柄导筒3空腔内。针杆2台阶头被限制在导筒3下端的孔台上，与其上同轴线设置的限位弹性元件相接触，并被其限制上下移动的相对自由度。所述限位弹性元件可以是弹簧4，也可以是非金属介质弹性体，比如弹性橡胶，压缩空气介质，或液压液体介质。为方便调节弹簧4对针尖的预压力，在导筒3的上端头上装配有调节弹簧4预压力的螺旋调节螺塞5。为方便注入润滑油和导筒内腔的空气流动，提高针杆快速响应度，导筒上制有用于调节导筒内气压，并用于注入润滑油排气小孔6。该排气小孔6通常制在导筒的圆柱面的母线上。

工作时，通过螺塞旋入或旋出，调节弹簧压缩量，产生需要的压力；压力通过针杆传到针尖，使针尖与工件之间存在稳定的压力，数控机床在数控程序控制下运动，针尖即在工件表面上刻出各种复杂曲线。主要是利用顶部螺塞调节弹簧压缩量，产生不同的压力，从而在不同材料，比如钢板、铝板、铸铁、铸钢、环氧树脂、木材、复合材料等的曲面上进行刻线。套筒上的小孔用于注入润滑油和方便套筒内腔空气流动。