華成精密模具（常熟）有限公司
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公司動(dòng)態(tài)
蜂窩芯固持系統(tǒng)
2018/1/4 點(diǎn)擊數(shù)：1161
蜂窩芯的數(shù)控加工在我國(guó)已有十多年的歷史，但由于應(yīng)用領(lǐng)域的特殊性，加工工藝和資料受到國(guó)外的封鎖，不少工藝依然停留在靠經(jīng)驗(yàn)操作的水平。蜂窩芯作為橫向剛度較小多孔結(jié)構(gòu)材料，其加工機(jī)理和裝夾固持工藝均不同于傳統(tǒng)金屬材料的加工。隨著航空技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)掌握了技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單蜂窩芯的加工技術(shù)和加工檢驗(yàn)，但是在大中型客機(jī)上使用的復(fù)雜型面蜂窩零件的加工工藝、固持方法上依然需要很大的改進(jìn)和提高。
國(guó)內(nèi)外同類(lèi)技術(shù)
由于蜂窩芯材料的橫向剛度較小，不能應(yīng)用傳統(tǒng)的裝夾方法進(jìn)行固持，國(guó)內(nèi)外對(duì)蜂窩芯的固持方法有以下幾種：
（１）聚乙二醇法
該方法是利用聚乙二醇加熱（７０＂Ｃ一９０＂Ｃ）熔化后冷卻固化的特性對(duì)蜂窩芯材料進(jìn)行固持。對(duì)于紙基蜂窩芯材料而言，這種固持方法、穩(wěn)定，從固持的角度講可以零件的加工。不足之處在于，其一，為了在聚乙二醇固化過(guò)程中蜂窩芯材料始終與臺(tái)面緊密貼和，必須使用真空袋和熱壓罐，熱壓罐設(shè)備投資巨大，加工費(fèi)用非常昂貴；其二，加工結(jié)束后無(wú)論是臺(tái)面還是蜂窩芯材料上殘留的聚乙二醇都非常難以清除；其三，為了力學(xué)性能，紙基蜂窩芯材料不宜與水和油等物質(zhì)發(fā)生接觸，這也增加了清理工作的難度。所以這種方法的操作過(guò)程并不是非常方便，因此在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)很少使用。
（２）雙面粘結(jié)帶法
這種方法在許多飛機(jī)制造公司廣泛使用。在這種方法中使用了兩種粘結(jié)帶材料，一種是雙面粘結(jié)帶，另一種是維可牢尼龍搭扣。使用這種方法對(duì)紙基蜂窩芯零件進(jìn)行固持的不足之處主要有：其一，這種方法提供的固持力較小，在高速銑削加工過(guò)程中蜂窩芯零件經(jīng)常被銑刀拉起產(chǎn)生過(guò)切現(xiàn)象，造成零件報(bào)廢；其二，在這種方法中所采用的維可牢尼龍搭扣的絨毛層厚度有0.8ｍｍ左右（自由狀態(tài)時(shí)），在蜂窩芯零件數(shù)控高速銑削加工過(guò)程當(dāng)中，銑削力隨著刀具的擺角、銑削量以及蜂窩芯材料高度的變化而急劇變化，這必將引起絨毛層厚度的變化，最終影響蜂窩芯零件的加工精度．
（３）真空吸附法
將塑膠薄膜或者是纖維增強(qiáng)的塑膠隔膜利用雙面粘結(jié)帶粘結(jié)在蜂窩芯材料上，然后將平臺(tái)與隔膜／薄膜之間抽成真空來(lái)達(dá)到對(duì)蜂窩芯材料固持的目的。加工完畢后再將隔膜／薄膜材料去除。這種方法與第二種方法相比，雖然克服了絨毛層易于變形的缺點(diǎn)，但是由于蜂窩芯材料的橫截面積非常小，很難與粘結(jié)帶形成的粘結(jié)，在實(shí)際加工過(guò)程中并不能得到滿(mǎn)意的固持效果。
浙大蜂窩芯固持系統(tǒng)
目前，在蜂窩芯零件的高速銑削加工固持過(guò)程中所使用的裝夾固持方法都不同程度的使用到粘結(jié)材料。實(shí)踐表明，現(xiàn)有的固持方法固持性低，零件加工精度低，粘結(jié)材料的后續(xù)清理工作復(fù)雜。最重要的是，在固持過(guò)程中所使用的粘結(jié)材料影響工人的身體健康。針對(duì)現(xiàn)有固持方法的不足之處，浙江大學(xué)提出了一種基于磁場(chǎng)和摩擦吸附原理的蜂窩芯零件固持方法。基于磁場(chǎng)和摩擦吸附原理的紙基蜂窩零件的固持系統(tǒng)，是利用永磁鐵說(shuō)產(chǎn)生的磁場(chǎng)，對(duì)灌入蜂窩芯中的鐵粉產(chǎn)生吸力的作用，在鐵粉自身重力和磁場(chǎng)吸力的共同作用下，增大鐵粉和蜂窩壁之間和鐵粉與固持平臺(tái)之間的摩擦力，從而對(duì)蜂窩芯材料起到固定和定位的作用，灌入蜂窩芯中的鐵粉有四方面的作用：（1）鐵粉在自身重力作用下產(chǎn)生張力，對(duì)蜂窩側(cè)壁形成正壓力的作用；（2）蜂窩壁將鐵粉分隔成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的單元，它們?cè)诖艌?chǎng)的作用下產(chǎn)生相互的吸引力，形成對(duì)蜂窩壁的正壓力；（3）灌入蜂窩芯中的鐵粉增加了蜂窩芯與固持平臺(tái)的接觸面積，同時(shí)也增加了自身重力，蜂窩芯與固持平臺(tái)表面的正壓力也增大，隨著以上三種正壓力的增大，鐵粉與蜂窩側(cè)壁之間以及蜂窩與固持平臺(tái)之間的摩擦力都將增大；（4）單個(gè)蜂窩芯單元為軸對(duì)稱(chēng)單元，可以簡(jiǎn)化為懸臂梁，蜂窩芯中鐵粉灌入高度的增大，減小了蜂窩壁的懸空長(zhǎng)度（懸臂梁的長(zhǎng)度），主要可以有效減小蜂窩壁的彎曲變形。
國(guó)內(nèi)外同類(lèi)技術(shù)
由于蜂窩芯材料的橫向剛度較小，不能應(yīng)用傳統(tǒng)的裝夾方法進(jìn)行固持，國(guó)內(nèi)外對(duì)蜂窩芯的固持方法有以下幾種：
（１）聚乙二醇法
該方法是利用聚乙二醇加熱（７０＂Ｃ一９０＂Ｃ）熔化后冷卻固化的特性對(duì)蜂窩芯材料進(jìn)行固持。對(duì)于紙基蜂窩芯材料而言，這種固持方法、穩(wěn)定，從固持的角度講可以零件的加工。不足之處在于，其一，為了在聚乙二醇固化過(guò)程中蜂窩芯材料始終與臺(tái)面緊密貼和，必須使用真空袋和熱壓罐，熱壓罐設(shè)備投資巨大，加工費(fèi)用非常昂貴；其二，加工結(jié)束后無(wú)論是臺(tái)面還是蜂窩芯材料上殘留的聚乙二醇都非常難以清除；其三，為了力學(xué)性能，紙基蜂窩芯材料不宜與水和油等物質(zhì)發(fā)生接觸，這也增加了清理工作的難度。所以這種方法的操作過(guò)程并不是非常方便，因此在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)很少使用。
（２）雙面粘結(jié)帶法
這種方法在許多飛機(jī)制造公司廣泛使用。在這種方法中使用了兩種粘結(jié)帶材料，一種是雙面粘結(jié)帶，另一種是維可牢尼龍搭扣。使用這種方法對(duì)紙基蜂窩芯零件進(jìn)行固持的不足之處主要有：其一，這種方法提供的固持力較小，在高速銑削加工過(guò)程中蜂窩芯零件經(jīng)常被銑刀拉起產(chǎn)生過(guò)切現(xiàn)象，造成零件報(bào)廢；其二，在這種方法中所采用的維可牢尼龍搭扣的絨毛層厚度有0.8ｍｍ左右（自由狀態(tài)時(shí)），在蜂窩芯零件數(shù)控高速銑削加工過(guò)程當(dāng)中，銑削力隨著刀具的擺角、銑削量以及蜂窩芯材料高度的變化而急劇變化，這必將引起絨毛層厚度的變化，最終影響蜂窩芯零件的加工精度．
（３）真空吸附法
將塑膠薄膜或者是纖維增強(qiáng)的塑膠隔膜利用雙面粘結(jié)帶粘結(jié)在蜂窩芯材料上，然后將平臺(tái)與隔膜／薄膜之間抽成真空來(lái)達(dá)到對(duì)蜂窩芯材料固持的目的。加工完畢后再將隔膜／薄膜材料去除。這種方法與第二種方法相比，雖然克服了絨毛層易于變形的缺點(diǎn)，但是由于蜂窩芯材料的橫截面積非常小，很難與粘結(jié)帶形成的粘結(jié)，在實(shí)際加工過(guò)程中并不能得到滿(mǎn)意的固持效果。
浙大蜂窩芯固持系統(tǒng)
目前，在蜂窩芯零件的高速銑削加工固持過(guò)程中所使用的裝夾固持方法都不同程度的使用到粘結(jié)材料。實(shí)踐表明，現(xiàn)有的固持方法固持性低，零件加工精度低，粘結(jié)材料的后續(xù)清理工作復(fù)雜。最重要的是，在固持過(guò)程中所使用的粘結(jié)材料影響工人的身體健康。針對(duì)現(xiàn)有固持方法的不足之處，浙江大學(xué)提出了一種基于磁場(chǎng)和摩擦吸附原理的蜂窩芯零件固持方法。基于磁場(chǎng)和摩擦吸附原理的紙基蜂窩零件的固持系統(tǒng)，是利用永磁鐵說(shuō)產(chǎn)生的磁場(chǎng)，對(duì)灌入蜂窩芯中的鐵粉產(chǎn)生吸力的作用，在鐵粉自身重力和磁場(chǎng)吸力的共同作用下，增大鐵粉和蜂窩壁之間和鐵粉與固持平臺(tái)之間的摩擦力，從而對(duì)蜂窩芯材料起到固定和定位的作用，灌入蜂窩芯中的鐵粉有四方面的作用：（1）鐵粉在自身重力作用下產(chǎn)生張力，對(duì)蜂窩側(cè)壁形成正壓力的作用；（2）蜂窩壁將鐵粉分隔成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的單元，它們?cè)诖艌?chǎng)的作用下產(chǎn)生相互的吸引力，形成對(duì)蜂窩壁的正壓力；（3）灌入蜂窩芯中的鐵粉增加了蜂窩芯與固持平臺(tái)的接觸面積，同時(shí)也增加了自身重力，蜂窩芯與固持平臺(tái)表面的正壓力也增大，隨著以上三種正壓力的增大，鐵粉與蜂窩側(cè)壁之間以及蜂窩與固持平臺(tái)之間的摩擦力都將增大；（4）單個(gè)蜂窩芯單元為軸對(duì)稱(chēng)單元，可以簡(jiǎn)化為懸臂梁，蜂窩芯中鐵粉灌入高度的增大，減小了蜂窩壁的懸空長(zhǎng)度（懸臂梁的長(zhǎng)度），主要可以有效減小蜂窩壁的彎曲變形。
下一條 邁入3D打印時(shí)代
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主要經(jīng)營(yíng)項(xiàng)目有：金屬粉末冶金模，磁性材料粉末冶金模，精密陶瓷粉末模，電子機(jī)構(gòu)相關(guān)配件（夾具，治具，檢具）及其它機(jī)械零件。
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