本發(fā)明涉及復(fù)合材料切割，具體是涉及一種基于自動化裁割機加工的厚度在2～12mm的高粘彈性樹脂貼片的高精度裁割方法。

背景技術(shù)：

1、目前，自動化裁割技術(shù)已經(jīng)在復(fù)合材料領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，自動化裁割機可以實現(xiàn)纖維織物、纖維預(yù)浸料等片材的裁割，但其僅能實現(xiàn)薄片材(0～2mm)的直線或者小曲率弧線的裁割。而針對厚度大、粘彈性高、易粘刀具狀材料的大曲率異形切割，依然采用現(xiàn)有裁割或沖壓的方法，存在切割截面質(zhì)量參差不齊、尺寸精度低、切割效率低、極其導(dǎo)致非裁割區(qū)域料片發(fā)生較大形變、裁割碎屑污染料片等問題，不適用于批量化應(yīng)用。為此，本發(fā)明基于自動化高頻振動裁割機，提供一種可實現(xiàn)厚度為2～12mm高粘彈性片狀材料的大曲率、高精度、高效率裁割方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于自動化裁割機的高粘彈性樹脂貼片的高精度裁割方法，本發(fā)明以自動化裁割機為基礎(chǔ)，通過選用氣動振動刀、配合特形刀具、調(diào)整相關(guān)參數(shù)實現(xiàn)厚度為2～12mm高粘彈性片狀材料的大曲率、高精度、高效率裁割。

2、一種基于自動化裁割機的高粘彈性樹脂貼片的高精度裁割方法，其特征在于，包括下列步驟：

3、步驟一、通過二維繪圖軟件生成裁割機軟件兼容的文件，將文件導(dǎo)入裁割機內(nèi)；二維繪圖是將不同特征的圖形按使用的刀具進行分層繪制，即使用一種刀具的圖形放在一個圖層里；然后將多個分層繪制的圖進行合為：將連續(xù)的線段進行一體合并防止裁割過程中頻繁抬刀；

4、步驟二、根據(jù)片材厚度和裁割曲率選擇氣動振動刀和配合特形刀具，設(shè)定相關(guān)加工參數(shù)，包括：落刀深度、運動速度和偏心尺寸參數(shù)；用氣動振動刀裁割直線和直徑較大的弧度；當(dāng)釘孔或窗口直徑尺寸小于20mm，需要特形刀具裁割的圖形線條；

5、步驟三、在裁割刀具上安裝筒狀刀具保護套9；

6、步驟四、將要裁割的上下兩面覆蓋有表面覆膜的高粘彈性片狀材料，通過負壓鼓風(fēng)機吸附于自動裁割機裁床上；

7、步驟五、啟動裁割機，進行對刀和選擇起始切割點準(zhǔn)備，開始對高粘彈性片狀材料進行裁割；裁割開始后刀具保護套向下移動到即將接觸到裁割的片狀材料的位置，停止刀具保護套的移動，安裝于刀具振動組件上的特型刀具為豎立狀態(tài)開始上下5mm范圍高頻振動，刀具振動組件向下移動至裁割的片狀材料被完全切斷后，開始沿程序規(guī)定軌跡移動，對片狀材料進行裁割；直到該需要該刀具裁割的圖案全部完成；當(dāng)移動到最后切點時，刀具振動組件向上移動至裁割的片狀材料完全不接觸的待機位置后停止振動特性刀具，刀具保護套向上移動至待機位置，使刀具保護套離開裁割的高粘彈性片狀材料；這個過程中，刀具保護套能阻止裁割的片狀材料被刀具粘連離開自動裁割機裁床上，同時能將刀具上的粘連料屑刮除干凈，刀具保護套抬起時刮除的粘連料屑能從通氣孔排除；

8、如果需要更換刀具，進行更換刀具后再進行其它圖案的裁割，直到完成所有圖案的裁割。

9、其中,步驟一中，通過二維繪圖軟件生成裁割機軟件兼容的文件是這樣實施的：根據(jù)高粘彈性片狀材料需要裁割的形狀繪制二維圖形，將二維圖形分成三層：1)對釘孔或窗口尺寸小于20mm需要定制刀具裁割的圖形線條設(shè)置為圖層a；2)將料片表面標(biāo)記線線條設(shè)置為圖層b；其他采用通用刀具裁割的圖形線條設(shè)置為圖層c；繪制好后，將每層連續(xù)的線段進行一體合并防止裁割過程中頻繁抬刀；將繪制好的圖形轉(zhuǎn)換為dxf文件格式，以防止導(dǎo)入文件后圖形亂碼；在裁割時，每個圖層對應(yīng)一種刀具；一個圖層裁割完成后，換刀裁割另一圖層的圖案；直到所有圖層裁割完畢。

10、其中,當(dāng)裁割釘孔或窗口直徑尺寸小于20mm時，且高粘彈性片狀材料的厚度在2～6mm之間時，需要氣動振動夾頭上安裝用于小厚度高粘彈性片狀材料的特形刀具裁割的圖形線條；驅(qū)動氣壓設(shè)定為0.2-0.4mpa；

11、當(dāng)裁割釘孔或窗口直徑尺寸小于20mm時，且高粘彈性片狀材料的厚度大于6mm時，需要氣動振動夾頭上安裝用于大厚度高粘彈性片狀材料的特形刀具裁割的圖形線條；驅(qū)動氣壓設(shè)定為0.4-0.6mpa；以確保切小直徑旋切割過程中順利割透材料的同時，保證刀具本身的強度及剛性，使得刀尖擺動幅度小于±0.02mm。

12、所述的步驟二中，根據(jù)片材厚度和裁割曲率選擇氣動振動刀、配合特形刀具，設(shè)定相關(guān)加工參數(shù)，包括：落刀深度按照以下計算：l料片厚度*0.1+l臺面落差+e刀具補償系數(shù)，運動速度的按照以下計算：10/l料片厚度得數(shù)取整后*0.01，偏心尺寸根據(jù)需要將參數(shù)往外側(cè)偏移1～3mm等參數(shù)，相較于一般裁割方法中落刀深度的計算方式增加了e刀具補償系數(shù)，運動速度從常用的0.2～1m/s降低到0.01～0.05m/s，根據(jù)本粘彈材料裁割后的收縮特性，將無偏心尺寸增加了往外側(cè)偏移1～3mm等參數(shù)。

13、所述的一種基于自動化裁割機的高粘彈性樹脂貼片的高精度裁割方法所使用的筒狀刀具保護套9，其特征在于，所述的筒狀刀具保護套9為圓筒狀，在筒狀刀具保護套9包括管狀套體92和刀具伸出端的圓形端面91，在圓形端面91的中間設(shè)有狹窄的刀具伸出孔911，刀具伸出孔911與刀具間隙配合，圓形端面91上還設(shè)有通氣孔912，通氣孔912與刀具伸出孔911設(shè)有距離；在圓形端面91外邊緣設(shè)有導(dǎo)角913；筒狀刀具保護套9能夠確保刀具在上下往復(fù)切割的過程中防止料片被帶起，同時把粘附于刀具上的粘附的料末刮除，并將刮除的料末從四周通氣孔處掉落出，避免影響裁割質(zhì)量。

14、所述的一種基于自動化裁割機的高粘彈性樹脂貼片的高精度裁割方法所使用的用于小厚度高粘彈性片狀材料的特形刀具3，其特征在于，其小厚度高粘彈性片狀材料的特形刀具刀背32與小厚度高粘彈性片狀材料的特形刀具刀刃31之間的夾角10°～12°。

15、所述的一種基于自動化裁割機的高粘彈性樹脂貼片的高精度裁割方法所使用的用于大厚度高粘彈性片狀材料的特形刀具09，其特征在于，其大厚度高粘彈性片狀材料的特形刀具刀背091與水平面垂直時，大厚度高粘彈性片狀材料的特形刀具主刀刃092與水平面的夾角80°～88°，大厚度高粘彈性片狀材料的特形刀具刀尖處刀刃093與水平面的夾角為66°～73°；且主刀刃092上端有圓弧刃095，圓弧刃095與水平刀刃094連為一體。

16、本發(fā)明的方法充分考慮了高粘彈性樹脂貼片裁割的所有關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本發(fā)明能夠用自動化高頻振動裁割機對樹脂貼片裁割，尺寸精確、質(zhì)量可靠，解決了現(xiàn)有裁割過程中切割截面質(zhì)量參差不齊、尺寸精度低、切割效率低、極其導(dǎo)致非裁割區(qū)域料片發(fā)生較大形變、裁割碎屑污染料片等問題，實現(xiàn)了高粘彈性樹脂貼片裁割的高精度、自動化生產(chǎn)，提高了樹脂貼片的裁割效率，滿足了批量化生產(chǎn)需求。

技術(shù)特征：

1.一種基于自動化裁割機的高粘彈性樹脂貼片和高精度裁割方法，其特征在于，包括下列步驟：

2.根據(jù)一種基于自動化裁割機的高粘彈性樹脂貼片和高精度裁割方法，其特征在于，步驟一中，通過二維繪圖軟件生成裁割機軟件兼容的文件是這樣實施的：根據(jù)高粘彈性片狀材料需要裁割的形狀繪制二維圖形，將二維圖形分成三層：1)對釘孔或窗口尺寸小于20mm需要定制刀具裁割的圖形線條設(shè)置為圖層a；2)將料片表面標(biāo)記線線條設(shè)置為圖層b；其他采用通用刀具裁割的圖形線條設(shè)置為圖層c；繪制好后，將每層連續(xù)的線段進行一體合并防止裁割過程中頻繁抬刀；將繪制好的圖形轉(zhuǎn)換為dxf文件格式，以防止導(dǎo)入文件后圖形亂碼；在裁割時，每個圖層對應(yīng)一種刀具；一個圖層裁割完成后，換刀裁割另一圖層的圖案；直到所有圖層裁割完畢。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自動化裁割機的高粘彈性樹脂貼片和高精度裁割方法，其特征在于，

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于自動化裁割機的高粘彈性樹脂貼片和高精度裁割方法，其特征在于，所述的步驟二中，根據(jù)片材厚度和裁割曲率選擇氣動振動刀、配合特形刀具，設(shè)定相關(guān)加工參數(shù)，包括：落刀深度按照以下計算：l料片厚度*0.1+l臺面落差+e刀具補償系數(shù)，運動速度的按照以下計算：10/l料片厚度得數(shù)取整后*0.01，偏心尺寸根據(jù)需要將參數(shù)往外側(cè)偏移1～3mm等參數(shù)，相較于一般裁割方法中落刀深度的計算方式增加了e刀具補償系數(shù)，運動速度從常用的0.2～1m/s降低到0.01～0.05m/s，根據(jù)本粘彈材料裁割后的收縮特性，將無偏心尺寸增加了往外側(cè)偏移1～3mm等參數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自動化裁割機的高粘彈性樹脂貼片和高精度裁割方法所使用的筒狀刀具保護套(9)，其特征在于，所述的筒狀刀具保護套(9)為圓筒狀，在筒狀刀具保護套(9)包括管狀套體(92)和刀具伸出端的圓形端面(91)，在圓形端面(91)的中間設(shè)有狹窄的刀具伸出孔(911)，刀具伸出孔(911)與刀具間隙配合，圓形端面(91)上還設(shè)有通氣孔(912)，通氣孔(912)與刀具伸出孔(911)設(shè)有距離；在圓形端面(91)外邊緣設(shè)有導(dǎo)角(913)；筒狀刀具保護套(9)能夠確保刀具在上下往復(fù)切割的過程中防止料片被帶起，同時把粘附于刀具上的粘附的料末刮除，并將刮除的料末從四周通氣孔處掉落出，避免影響裁割質(zhì)量。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自動化裁割機的高粘彈性樹脂貼片和高精度裁割方法所使用的用于小厚度高粘彈性片狀材料的特形刀具(3)，其特征在于，其小厚度高粘彈性片狀材料的特形刀具刀背(32)與小厚度高粘彈性片狀材料的特形刀具刀刃(31)之間的夾角10°～12°。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自動化裁割機的高粘彈性樹脂貼片和高精度裁割方法所使用的用于大厚度高粘彈性片狀材料的特形刀具(09)，其特征在于，其大厚度高粘彈性片狀材料的特形刀具刀背(091)與水平面垂直時，大厚度高粘彈性片狀材料的特形刀具主刀刃(092)與水平面的夾角80°～88°，大厚度高粘彈性片狀材料的特形刀具刀尖處刀刃(093)與水平面的夾角為66°～73°；且主刀刃(092)上端有圓弧刃(095)，圓弧刃(095)與水平刀刃(094)連為一體。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明是一種基于自動化裁割機的高粘彈性樹脂貼片高精度裁割方法，其特征在于，包括下列步驟：步驟一、通過二維繪圖軟件生成裁割機軟件兼容的文件，將文件導(dǎo)入裁割機內(nèi)；二維繪圖是將不同特征的圖形按使用的刀具進行分層繪制，即使用一種刀具的圖形放在一個圖層里；然后將多個分層繪制的圖進行合為：將連續(xù)的線段進行一體合并防止裁割過程中頻繁抬刀；本發(fā)明解決了現(xiàn)有裁割過程中切割截面質(zhì)量參差不齊、尺寸精度低、切割效率低、極其導(dǎo)致非裁割區(qū)域料片發(fā)生較大形變、裁割碎屑污染料片等問題。

技術(shù)研發(fā)人員：張樂,周澤翔,段萬澤,李盼盼,劉曉麗,趙建宇
受保護的技術(shù)使用者：北京新風(fēng)航天裝備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9