[发明专利]一种可自动穿丝、换丝的线锯切割装置及穿丝、换丝方法

说明书

本发明提供了一种可自动穿丝、换丝的线锯切割装置及穿丝、换丝方法，属于碳纤维切割的技术领域，该装置包括切割机架、工作丝以及安装在切割机架上的出丝部分和收丝部分；出丝部分和收丝部分竖向设置在切割机架上，均包括绕丝组件、排线组件、辅助穿丝组件和导丝组件；绕丝组件包括两个半圆柱绕丝辊、辊轴、绕丝转针和绕丝驱动件；辅助穿丝组件包括辅助穿丝支架Ⅰ、辅助穿丝支架Ⅱ、辅助穿丝轮、辅助穿丝转针和辅助穿丝驱动件；导丝组件包括导丝架以及设置在导丝架中的支撑轮、换向轮和横向往复移动机构。上述可自动穿丝、换丝的线锯切割装置通过理论研究与结构创新，最终可实现自动穿丝、换丝功能，可实现碳纤维复合材料板材封闭图形的加工。

技术领域

本发明属于碳纤维切割的技术领域，尤其是涉及一种可自动穿丝、换丝的线锯切割装置及穿丝、换丝方法。

背景技术

碳纤维复合材料作为一种新型材料，在多个领域得到广泛应用，成为了世界各个国际争相发展的关键领域之一。碳纤维复合材料比强度和比模量高，质量轻、刚度及抗疲性能好，在一些高温或者化学稳定性要求高的作业环境，碳纤维复合材料优势明显。因此，碳纤维复合材料广泛地应用于航空航天、汽车、风力发电等重要领域，涉及军用民用的各个方面。

在制作碳纤维复合材料工件时，常采用模压、注塑、纤维缠绕、铺设等方法进行整体成型，但是这些成型方法精度较低且局限性较大，无法满足精密件及复杂件的需求，因此还需进行切削、磨削等二次加工来满足实际需求。目前碳纤维复合材料二次加工过程中，常常会出现分层、纤维脱离、毛边等不良现象，一般采用的设备如水刀、激光切割等，加工成本高，占地面积大，设备使用不易得到推广，并且通过其进行加工仍存在分层、树脂融化、偏斜等问题。而使用锯割工艺对碳纤维复合材料板材进行切割不仅可避免分层、毛边、纤维脱离等现象，而且通过伺服控制可达到较高的加工精度；但传统的锯床切割局限性较大，不能适应复杂结构工件的加工；而线锯具有较大的加工灵活性，目前虽有多种基于线锯的板材切割设备，但无法满足自动穿丝、换丝需求，导致其无法对板材封闭图形进行加工。

发明内容

本发明的目的是提供一种可自动穿丝、换丝的线锯切割装置及穿丝、换丝方法，可实现自动穿丝、换丝，节省了人力，大大提高了加工效率，为碳纤维复合材料板材复杂形状的精准加工提供了基础。

本发明提供一种可自动穿丝、换丝的线锯切割装置，包括切割机架、工作丝以及安装在切割机架上的出丝部分和收丝部分；

出丝部分和收丝部分竖向设置在切割机架上，均包括绕丝组件、排线组件、辅助穿丝组件和导丝组件；

绕丝组件包括两个半圆柱绕丝辊、辊轴、绕丝转针和绕丝驱动件；半圆柱绕丝辊的半圆形端面上设置有半绕丝转针槽，两个半圆柱绕丝辊贴合构成圆柱绕丝辊，圆柱绕丝辊的圆形端面上由两个半绕丝转针槽构成绕丝转针槽，半圆柱绕丝辊的轴向切面穿过绕丝转针槽的中心，绕丝转针槽的中心两侧设置有绕丝转针轨道，绕丝转针轨道为向绕丝转针槽中心弯曲的弧形轨道，每条绕丝转针轨道被半圆柱绕丝辊的轴向切面切割成分别位于两个半圆柱绕丝辊上的旋转轨道和限位轨道，旋转轨道的深度小于限位轨道的深度；辊轴和绕丝转针分别位于圆柱绕丝辊的两端，辊轴和绕丝转针上均设置有与绕丝转针轨道滑动卡接的凸起，辊轴转动安装在切割机架上，绕丝转针由绕丝驱动件驱动旋转；