一种矩阵拼接工装的制造方法技术

本发明专利技术提出了一种矩阵拼接工装的制造方法，属于加工工装领域，特别是涉及切割、检验、焊接、成形的一种矩阵拼接工装的制造方法。解决了现有工装加工周期长、成本高、与零件配合精度低、占用空间大的问题。它包括建立零件数学模型、建立工装数学模型、设计拼接板、分割出实体拼接板和将各拼接板组装。它主要用于钣金零件的加工制造。

【技术实现步骤摘要】
一种矩阵拼接工装的制造方法
本专利技术属于加工工装领域，特别是涉及一种矩阵式拼接工装的制造方法。
技术介绍
目前，钣金零件的切割、检验、焊接、成形等工序多数需要使用工装来配合完成制造，其中大部分工装是由大块金属毛坯料通过机械加工的方式制造而成，然而此类工装存在诸多缺点和不足，具体如下所示：1.工装采用块状金属坯料通过机械加工制造完成，加工周期长；2.坯料的材料费及机械加工制造成本高，导致整体工装采购费用昂贵；3.工装重量大，搬运困难；4.部分工装与零件很难一次性完成配合制造，需反复进行修配并且返修困难，耗时，耽误生产周期；5.工装占用空间大，不易存放。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中的问题，提出一种矩阵拼接工装的制造方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种矩阵拼接工装的制造方法，它包括以下步骤：步骤一：建立所要加工零件的数学模型；步骤二：根据零件的数学模型反向推导出工装结构的数学模型，所述工装结构通过多个拼接板组成；步骤三：根据成形后零件坯料的实际尺寸设计出与其尺寸配合的拼接板；步骤四：将数学模型中各拼接板进行拆分，使其处于同一平面，然后在板材上分割出各个实体拼接板；步骤五：将各个实体拼接板进行组合拼装组成工装结构，通过工装结构对所要加工的零件进行卡装。更进一步的，所述拼接板为相互拼接锁紧的带牙板料。更进一步的，所述步骤四中采用激光切割的方式在板材上分割出各个实体拼接板。更进一步的，所述板材为边角料。更进一步的，所述板材材料为钛、铝、铜或不锈钢。更进一步的，所述拼接工装的定位线通过激光切割打标形成。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术以剩余的废料作为制造原材料，采用矩阵分割法将整体工装分解为多板拼接的结构形式，通过激光切割的方式在废弃板料的料边上切割出各种可以彼此牢固拼接或搭接的板料形状，然后通过组装的方式快速制造出可以用于零件准确切割、检验、焊接或成形的工装模具。本专利所提出的方法其最大特点为加工周期短、成本低、精度高、占用空间少等特点，采用板料拼接的方式制造出可以替代大块金属毛坯料通过机械加工制造的工装。本专利技术所述拼接工装加工周期短。传统机加工装根据型面加工的难易程度，其加工周期为数小时到几十小时不等，此类新型切割拼接工装加工时间仅需数分钟，更适用于生产周期短，较为棘手的工作。如图3-4所示，图3为传统机加工装，其加工时间为24小时，图4为本专利技术所述拼接工装，其加工时间为30分钟，工装加工周期缩短90％以上。本专利技术所述拼接工装投入成本低。传统机加工装根据尺寸的大小和型面难易程度的不同，外协采购费用在上千元到几万元不等，拼接工装是由废弃板料切割拼接制造而成，仅需耗费部分电费和废弃板料的回收费。如图3-4所示，图3传统机加工装的采购费用为6千元；图4拼接工装的加工费用仅为300元左右，工装费用降低90％以上。本专利技术所述拼接工装精度高。多数零件的成形、切割、检验工装是同时外协生产的，在零件制造前，切割和检验工装与成形模具几乎同时或提前于成形模具制造完成。此类工装多数按照名义值制造，若零件在满足制造的公差范围内偏大或偏小，一部分切割或检验工装由于干涉不能完成装卡切割或检验；另有部分由于装卡松弛，影响切割或检验的准确性。对工装进行返修更改，需要耗费大量时间，耽误生产周期。使用本专利技术所述拼接工装，可在零件成形后，根据零件实际尺寸进行设计制造，几十分钟内即可完成工装的制造，不会耽误生产周期，并且装卡配合尺寸更加精准。如图5所示，箭头所指位置，零件的理论宽度为120mm，然而实际制造零件的宽度可能是119.72mm或120.25mm，零件的公差为±0.3mm，为合格产品。如果采用传统的机加工装，若工装宽度设计成120.3mm，对于宽度为119.72mm的零件，装卡会相对松弛，影响边缘的切割精度，直接影响零件的对称度。如果工装的宽度设计成理论尺寸120mm或更小，对宽度为120.25mm的零件将无法完成装卡切割。本专利技术所述拼接工装可有效避免工装与零件不匹配的问题。本专利技术所述拼接工装重量轻，如图3-4所示，传统工装和拼接工装均按钢的密度计算重量，传统工装的质量达到了166千克,而新型切割拼接工装重量仅为5.7千克，新型工装大大降低了工装重量。在此种情况下，传统工装只有依靠设备才能实现搬运，然而多数新型工装仅需人工即可完成搬运使用，使用更加方便自如，有效增加生产效率，在一定程度上也增加了生产的安全性。本专利技术所述拼接工装占用空间少、便于存放。当工厂投入大量的切割、检验等工装后，工装将会占用大量空间，若放于室外，工装生锈会直接影响切割及检验的准确性。若部分工装在几年内不再投入使用，存储此类工装将会带来诸多不便。采用本专利技术所述拼接工装可有效解决这一问题，因为此类工装可以在非使用期对其拆卸，使其变为平板结构，占用空间小、便于存放，在使用时可以重新快速拼装完成。附图说明图1为本专利技术所述的一种矩阵拼接工装装制造流程示意图图2为本专利技术所述的拼接板之间彼此锁紧示意图图3为传统机加工装结构示意图图4为本专利技术所述的拼接工装结构示意图图5为工装与零件配合示意图图6为零件外形结构示意图图7为图6所示零件切割前的成形坯料外形结构示意图图8为根据图6所示零件建立的工装数学模型示意图图9为将图8中的数学模型转化为实体工装结构示意图图10为检验拼接工装结构示意图图11为检验拼接工装制造流程示意图具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。参见图1-10说明本实施方式，一种矩阵拼接工装的制造方法，它包括以下步骤：步骤一：建立所要加工零件的数学模型；步骤二：根据零件的数学模型反向推导出工装结构的数学模型，所述工装结构通过多个拼接板组成；步骤三：根据成形后零件坯料的实际尺寸设计出与其尺寸配合的拼接板；步骤四：将数学模型中各拼接板进行拆分，使其处于同一平面，然后在板材上分割出各个实体拼接板；步骤五：将各个实体拼接板进行组合拼装组成工装结构，通过工装结构对所要加工的零件进行卡装。本专利技术所述拼接板为相互拼接锁紧的带牙板料，所述步骤四中采用激光切割的方式在板材上分割出各个实体拼接板，所述板材为边角料，板材材料为钛、铝、铜或不锈钢。本实施例以切割工装为例进行说明，根据图6-7所示零件的外形和切割工装的设计要求，设计出如图8-9所示的由多个拼接板组成的切割拼接工装。经卡尺及其他测量器具测量，实际的切割拼接工装与工装数模设计尺寸一致，各尺寸偏差均＜0.04mm，传统机加工装的各尺寸偏差在0到0.15mm不等，结果证明切割拼接工装制造精度更高；激光切割设备识取工装上各定位点坐标，并将其输入激光切割加工程序中，结果显示，传统工装的定位偏差为0.283，切割拼接工装的定位偏差本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矩阵拼接工装的制造方法，其特征在于：它包括以下步骤：/n步骤一：建立所要加工零件的数学模型；/n步骤二：根据零件的数学模型反向推导出工装结构的数学模型，所述工装结构通过多个拼接板组成；/n步骤三：根据成形后零件坯料的实际尺寸设计出与其尺寸配合的拼接板；/n步骤四：将数学模型中各拼接板进行拆分，使其处于同一平面，然后在板材上分割出各个实体拼接板；/n步骤五：将各个实体拼接板进行组合拼装组成工装结构，通过工装结构对所要加工的零件进行卡装。/n

【技术特征摘要】
1.一种矩阵拼接工装的制造方法，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤一：建立所要加工零件的数学模型；
步骤二：根据零件的数学模型反向推导出工装结构的数学模型，所述工装结构通过多个拼接板组成；
步骤三：根据成形后零件坯料的实际尺寸设计出与其尺寸配合的拼接板；
步骤四：将数学模型中各拼接板进行拆分，使其处于同一平面，然后在板材上分割出各个实体拼接板；
步骤五：将各个实体拼接板进行组合拼装组成工装结构，通过工装结构对所要加工的零件进行卡装。


2.根据权利要求1所述的一种矩阵拼接工装的制造方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：丛宇鹏，陈健，杨小克，丁锐，
申请(专利权)人：航天海鹰哈尔滨钛业有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙;23