[发明专利]三维旋转线切割方法及具有Z-Y、X-Y转动臂的三维旋转夹具

权利要求书

1.一种具有Z-Y、X-Y转动臂的三维旋转夹具，其特征在于，该夹具包括固定台、Z-Y转动臂、X-Y转动臂和压块四部分，具体结构如下：

固定台的一端与线切割机连接，固定台的另一端与Z-Y转动臂的一端连接，使Z-Y转动臂绕固定台的另一端在Z-Y平面旋转；Z-Y转动臂的另一端与X-Y转动臂的一端铰接，使X-Y转动臂绕Z-Y转动臂的另一端在X-Y平面摆动，X-Y转动臂的另一端放置待加工材料，待加工材料通过X-Y转动臂的另一端安装的压块夹紧固定；

所述Z-Y转动臂的一端设置旋转刻度圆盘，旋转刻度圆盘的圆心与所述固定台的另一端通过旋转轴连接，在固定台上设置固定螺丝，通过固定螺丝穿过固定台夹紧旋转刻度圆盘，使旋转刻度圆盘在需要的位置固定；

所述Z-Y转动臂的另一端沿横向开口，所述X-Y转动臂的一端横向设置旋转刻度半圆盘，旋转刻度半圆盘伸至Z-Y转动臂横向开口之间，横向开口侧面与旋转刻度半圆盘的圆心通过旋转轴铰接，在横向开口侧面设置固定螺丝，通过固定螺丝穿过横向开口夹紧旋转刻度半圆盘，使旋转刻度半圆盘在需要的位置固定。

2.按照权利要求1所述的具有Z-Y、X-Y转动臂的三维旋转夹具，其特征在于，待加工材料通过X-Y转动臂的另一端安装的压块夹持，X-Y转动臂与压板的相对面上有锯齿形凹槽，并通过固定螺丝紧固。

3.按照权利要求1所述的具有Z-Y、X-Y转动臂的三维旋转夹具，其特征在于，固定台为带有一个旋转轴和二个固定螺丝的长方体或正方体，用于固定在线切割机上；Z-Y转动臂带有两个旋转轴、二个固定螺丝和一个旋转刻度圆盘，用于待加工材料在Z-Y平面内旋转；X-Y转动臂带有一个旋转轴和一个旋转刻度半圆盘，用于待加工材料在X-Y平面内旋转；压块为带有四个固定螺丝的长方体或正方体，用于固定待加工材料。

4.按照权利要求1所述的具有Z-Y、X-Y转动臂的三维旋转夹具，其特征在于，该夹具的所有材料均为导电性良好的金属或者合金。

5.一种利用权利要求1所述三维旋转夹具的三维旋转线切割方法，其特征在于，该方法通过调整三维旋转夹具的两个刻度盘，使待加工材料分别在垂直面和水平面内旋转，精确控制待加工材料在三维空间中的位置，进而控制待加工材料在线切割机上的切割面，达到精确切割待加工材料晶面。

6.按照权利要求5所述的三维旋转线切割方法，其特征在于，待加工材料在垂直面Z-Y平面内的旋转方式如下：通过两个螺丝和一个旋转轴控制固定台和Z-Y转动臂的相对位置，Z-Y转动臂的旋转刻度圆盘与固定台的零刻度线构成两个半圆面积的顺-逆随动刻度盘，圆盘面上带有0～180°圆周游标刻度；随后，通过旋转刻度圆盘使Z-Y转动臂在Z-Y平面内旋转，旋转刻度圆盘的某一刻度与固定台的“0”刻度重合时，旋转刻度圆盘的刻度即为Z-Y转动臂在Z-Y平面内旋转的度数。

7.按照权利要求5所述的三维旋转线切割方法，其特征在于，待加工材料在水平面X-Y平面内的旋转方式如下：通过两个螺丝和一个旋转轴控制Z-Y转动臂和X-Y转动臂的相对位置，X-Y转动臂的旋转刻度半圆盘和Z-Y转动臂的零刻度线构成两个1/4圆面积的顺-逆随动刻度盘，盘面上带有0～90°圆周游标刻度；随后，通过旋转刻度半圆盘使X-Y转动臂在X-Y平面内顺时针或者逆时针旋转，旋转刻度半圆盘的某一刻度与Z-Y转动臂的“0”刻度重合时，旋转刻度半圆盘的刻度即为X-Y转动臂在X-Y平面内旋转的度数。

8.按照权利要求5所述的三维旋转线切割方法，其特征在于，该方法具有Z-Y、X-Y转动臂的三维旋转夹具的固定台与线切割机的连接有两种方式，夹具固定台的这两种固定方式对材料晶面的切割没有任何影响；其中，第一种方式：Z-Y转动臂的横向开口平行于线切割机的加工平台，夹具的X-Y转动臂在X-Y平面转动；第二种方式：Z-Y转动臂的横向开口垂直于线切割机的加工平台，此时，夹具的X-Y转动臂在X-Z平面转动。

9.按照权利要求5所述的三维旋转线切割方法，其特征在于，该方法通过4个对称的螺丝调节X-Y转动臂与压板之间的距离，将待加工材料放到X-Y转动臂与压板之间，通过4个螺丝固定待加工材料；X-Y转动臂与压板的相对面上有锯齿形凹槽，防止待加工材料在切割过程中发生位移。

10.按照权利要求5所述的三维旋转线切割方法，其特征在于，待加工材料为任意形状的导电材料，采用三维旋转线切割精确切割待加工材料的任意晶面。