三維旋轉(zhuǎn)線切割方法及具有z-y、x-y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及材料切割領(lǐng)域，具體為一種三維旋轉(zhuǎn)線切割方法及具有Z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具。該夾具包括固定臺(tái)、Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂、X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂和壓塊四部分。固定臺(tái)為帶有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸和二個(gè)固定螺絲的長(zhǎng)方體(或正方體)，用于固定在線切割機(jī)上；Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂帶有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸、二個(gè)固定螺絲和一個(gè)旋轉(zhuǎn)刻度圓盤，用于待加工材料在Z-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)；X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂帶有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸和一個(gè)旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤，用于待加工材料在X-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)；壓塊為帶有四個(gè)固定螺絲的長(zhǎng)方體(或正方體)，用于固定待加工材料，所述的待加工材料為任意形狀的導(dǎo)電材料。采用該方法及夾具可以加工具有特定晶面的材料，確保材料晶面的加工精度，具有操作簡(jiǎn)單，加工精度高，實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】三維旋轉(zhuǎn)線切割方法及具有z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的三維旋轉(zhuǎn)夾 具

【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及材料切割領(lǐng)域，具體為一種三維旋轉(zhuǎn)線切割方法及具有z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動(dòng) 臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具。

【背景技術(shù)】：
[0002] 電火花線切割加工，又稱線切割。其基本工作原理是利用連續(xù)移動(dòng)的電極絲作電 極，對(duì)待加工材料進(jìn)行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型。它主要用于企業(yè)和實(shí)驗(yàn)室加工各 種形狀復(fù)雜的導(dǎo)電材料，具有加工余量小、加工精度高、生產(chǎn)周期短、制造成本低等突出優(yōu) 點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外的電火花線切割機(jī)床已占電加工機(jī)床總數(shù)的60%以上。雖然線切割可以切 割出各種形狀復(fù)雜的工件，但是線切割電極絲的切割軌跡只能在機(jī)床X-Y水平面上。也就 是說，線切割電極絲的切割軌跡不可能在X-Z或者Y-Z垂直面上。此外，線切割機(jī)床所配備 的夾具不具備旋轉(zhuǎn)功能，當(dāng)用夾具將待加工材料固定在機(jī)床上后，待加工材料不能在三維 空間中旋轉(zhuǎn)。因而，目前的線切割機(jī)床和夾具不能切割待加工材料的任意平面。


【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種三維旋轉(zhuǎn)線切割方法及具有Z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的三維 旋轉(zhuǎn)夾具，解決了線切割過程中待加工材料無法在三維空間中旋轉(zhuǎn)，無法精確切割待加工 材料任意平面等的工程問題。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0005] -種具有Ζ-Υ、Χ_Υ轉(zhuǎn)動(dòng)臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具，該夾具包括固定臺(tái)、Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂、X-Y轉(zhuǎn) 動(dòng)臂和壓塊四部分，具體結(jié)構(gòu)如下：
[0006] 固定臺(tái)的一端與線切割機(jī)連接，固定臺(tái)的另一端與Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的一端連接，使Z-Y 轉(zhuǎn)動(dòng)臂繞固定臺(tái)的另一端在Z-Y平面旋轉(zhuǎn)；Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的另一端與X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的一端鉸接， 使X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂繞Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的另一端在X-Y平面擺動(dòng)，X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的另一端放置待加工材 料，待加工材料通過X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的另一端安裝的壓塊夾緊固定；
[0007] 所述Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的一端設(shè)置旋轉(zhuǎn)刻度圓盤，旋轉(zhuǎn)刻度圓盤的圓心與所述固定臺(tái)的 另一端通過旋轉(zhuǎn)軸連接，在固定臺(tái)上設(shè)置固定螺絲，通過固定螺絲穿過固定臺(tái)夾緊旋轉(zhuǎn)刻 度圓盤，使旋轉(zhuǎn)刻度圓盤在需要的位置固定；
[0008] 所述Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的另一端沿橫向開口，所述X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的一端橫向設(shè)置旋轉(zhuǎn)刻度 半圓盤，旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤伸至Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂橫向開口之間，橫向開口側(cè)面與旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤 的圓心通過旋轉(zhuǎn)軸鉸接，在橫向開口側(cè)面設(shè)置固定螺絲，通過固定螺絲穿過橫向開口夾緊 旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤，使旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤在需要的位置固定。
[0009] 所述的具有Z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具，待加工材料通過X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的另一 端安裝的壓塊夾持，X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂與壓板的相對(duì)面上有鋸齒形凹槽，并通過固定螺絲緊固。
[0010] 所述的具有Z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具，固定臺(tái)為帶有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸和二個(gè)固 定螺絲的長(zhǎng)方體或正方體，用于固定在線切割機(jī)上；Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂帶有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸、二個(gè)固定 螺絲和一個(gè)旋轉(zhuǎn)刻度圓盤，用于待加工材料在Z-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)；X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂帶有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸 和一個(gè)旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤，用于待加工材料在X-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)；壓塊為帶有四個(gè)固定螺絲的 長(zhǎng)方體或正方體，用于固定待加工材料。
[0011] 所述的具有Z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具，該夾具的所有材料均為導(dǎo)電性良好 的金屬或者合金。
[0012] 所述三維旋轉(zhuǎn)夾具的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法，該方法通過調(diào)整三維旋轉(zhuǎn)夾具的兩個(gè) 刻度盤，使待加工材料分別在垂直面和水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，精確控制待加工材料在三維空間中 的位置，進(jìn)而控制待加工材料在線切割機(jī)上的切割面，達(dá)到精確切割待加工材料晶面。
[0013] 所述的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法，待加工材料在垂直面Z-Y平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)方式如下： 通過兩個(gè)螺絲和一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸控制固定臺(tái)和Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的相對(duì)位置，Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的旋轉(zhuǎn)刻度 圓盤與固定臺(tái)的零刻度線構(gòu)成兩個(gè)半圓面積的順-逆隨動(dòng)刻度盤，圓盤面上帶有0?180° 圓周游標(biāo)刻度；隨后，通過旋轉(zhuǎn)刻度圓盤使Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂在Z-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)刻度圓盤的 某一刻度與固定臺(tái)的"0"刻度重合時(shí)，旋轉(zhuǎn)刻度圓盤的刻度即為Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂在Z-Y平面內(nèi) 旋轉(zhuǎn)的度數(shù)。
[0014] 所述的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法，待加工材料在水平面X-Y平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)方式如下： 通過兩個(gè)螺絲和一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸控制Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂和X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的相對(duì)位置，X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的旋轉(zhuǎn) 刻度半圓盤和Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的零刻度線構(gòu)成兩個(gè)1/4圓面積的順-逆隨動(dòng)刻度盤，盤面上帶 有0?90°圓周游標(biāo)刻度；隨后，通過旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤使X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂在X-Y平面內(nèi)順時(shí)針 或者逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤的某一刻度與Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的"0"刻度重合時(shí)，旋轉(zhuǎn)刻度半 圓盤的刻度即為X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂在X-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的度數(shù)。
[0015] 所述的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法，該方法具有Z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具的固定 臺(tái)與線切割機(jī)的連接有兩種方式，夾具固定臺(tái)的這兩種固定方式對(duì)材料晶面的切割沒有任 何影響；其中，第一種方式：z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的橫向開口平行于線切割機(jī)的加工平臺(tái)，夾具的X-Y 轉(zhuǎn)動(dòng)臂在X-Y平面轉(zhuǎn)動(dòng)；第二種方式：Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的橫向開口垂直于線切割機(jī)的加工平臺(tái)， 此時(shí)，夾具的X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂在X-Z平面轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0016] 所述的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法，該方法通過4個(gè)對(duì)稱的螺絲調(diào)節(jié)X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂與壓板 之間的距離，將待加工材料放到X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂與壓板之間，通過4個(gè)螺絲固定待加工材料；X-Y 轉(zhuǎn)動(dòng)臂與壓板的相對(duì)面上有鋸齒形凹槽，防止待加工材料在切割過程中發(fā)生位移。
[0017] 所述的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法，待加工材料為任意形狀的導(dǎo)電材料，采用三維旋轉(zhuǎn) 線切割精確切割待加工材料的任意晶面。
[0018] 本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想是：
[0019] 本發(fā)明設(shè)計(jì)一種三維旋轉(zhuǎn)線切割方法，使用一種三維旋轉(zhuǎn)夾具。通過調(diào)整三維旋 轉(zhuǎn)夾具使待加工材料分別在垂直面和水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，控制待加工材料在三維空間中的位 置，進(jìn)而控制待加工材料在線切割機(jī)床上的切割面，達(dá)到精確切割待加工材料晶面的目的。 該夾具包括固定臺(tái)、Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂、X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂和壓塊四部分，所述的待加工材料為任意形狀 的導(dǎo)電材料，其中：固定臺(tái)為帶有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸和二個(gè)固定螺絲的長(zhǎng)方體（或正方體），用于 固定在線切割機(jī)床上；Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂帶有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸、二個(gè)固定螺絲和一個(gè)旋轉(zhuǎn)刻度圓盤，用 于待加工材料在Z-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)；X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂帶有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸和一個(gè)旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤，用于 待加工材料在X-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)；壓塊為帶有四個(gè)固定螺絲的長(zhǎng)方體或正方體，用于固定待 加工材料。采用該方法及夾具可以加工具有特定晶面的材料，確保材料晶面的加工精度。
[0020] 本發(fā)明的有益效果是：
[0021] 1.本發(fā)明方法在線切割機(jī)床的切割過程中，采用一種三維旋轉(zhuǎn)夾具，通過調(diào)整三 維旋轉(zhuǎn)夾具使待加工材料分別在垂直面和水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，控制待加工材料在三維空間中的 位置，進(jìn)而控制待加工材料在線切割機(jī)上的切割面，達(dá)到精確切割待加工材料晶面的目的。
[0022] 2.本發(fā)明的三維旋轉(zhuǎn)夾具由固定臺(tái)、Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂、X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂和壓塊四部分組成， 任一部分都可以通過螺絲和旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行拆卸。所以，當(dāng)夾具的某一部分出現(xiàn)問題時(shí)，只需要 更換這一部分就可以，不需要報(bào)廢整個(gè)夾具，因此夾具在使用上配置靈活。
[0023] 3.本發(fā)明方法涉及的夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于生產(chǎn)，能快速準(zhǔn)確的調(diào)整待加工材料的 切割面。該方法成本低，便于推廣應(yīng)用。
[0024] 因此，本發(fā)明最大的優(yōu)勢(shì)是使待加工材料在三維空間中精確旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而切割待加 工材料的任意平面。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0025] 圖1為本發(fā)明的三維旋轉(zhuǎn)夾具示意圖。圖中，1、固定臺(tái)；2、Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂；3、X-Y轉(zhuǎn) 動(dòng)臂；4、壓塊；〇代表固定螺絲；?代表旋轉(zhuǎn)軸。
[0026] 圖2(a)_(d)為夾具四個(gè)組成部分示意圖。其中，（a)圖為固定臺(tái)示意圖；(b)圖為 Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂示意圖；(c)圖為X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂示意圖；（d)為壓塊示意圖。圖中，1、固定臺(tái)；2、Ζ_Υ 轉(zhuǎn)動(dòng)臂；3、X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂；4、壓塊；5、旋轉(zhuǎn)刻度圓盤；6、旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤；7、橫向開口；8、鋸齒 形凹槽；〇代表固定螺絲；表旋轉(zhuǎn)軸。
[0027] 圖3 (a)-(c)為Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的旋轉(zhuǎn)刻度圓盤在Z-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)示意圖。其中，（a) 圖為旋轉(zhuǎn)刻度圓盤起始位置〇° ;(b)圖為旋轉(zhuǎn)刻度圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)90° ; (c)圖為旋轉(zhuǎn)刻度圓盤 轉(zhuǎn)動(dòng)180°。圖中，1、固定臺(tái)；5、旋轉(zhuǎn)刻度圓盤；〇代表固定螺絲；Θ代表旋轉(zhuǎn)軸。
[0028] 圖4 (a)-(c)為X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的旋轉(zhuǎn)刻度圓盤在X-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)示意圖。其中，（a) 圖為旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤起始位置〇° ;(b)圖為旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)45° ; (C)圖為旋轉(zhuǎn)刻度 半圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)90°。圖中，2、Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂；6、旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤；〇代表固定螺絲；代表旋轉(zhuǎn) 軸。
[0029] 圖5(a)_(c)為DD5單晶高溫合金不同晶面的顯微組織。其中，（a)圖為DD5單晶 高溫合金的（001)晶面；(b)圖為DD5單晶高溫合金的（011)晶面；（c)圖為DD5單晶高溫 合金的（111)晶面。

【具體實(shí)施方式】：
[0030] 如圖1、圖2(a)_(d)所示，所述的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法涉及一種三維旋轉(zhuǎn)夾具，該 夾具包括固定臺(tái)UZ-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2、Χ_Υ轉(zhuǎn)動(dòng)臂3和壓塊4四部分（圖2)，生產(chǎn)該夾具的所有 材料均為導(dǎo)電性良好的金屬或者合金，具體結(jié)構(gòu)如下：
[0031] 固定臺(tái)1的一端與線切割機(jī)連接，固定臺(tái)1的另一端與Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2的一端連接， 使Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2繞固定臺(tái)1的另一端在Z-Y平面旋轉(zhuǎn)；Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2的另一端與X-Y轉(zhuǎn)動(dòng) 臂3的一端鉸接，使X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂3繞Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2的另一端在X-Y平面擺動(dòng)，X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂3 的另一端放置待加工材料，待加工材料通過X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂3的另一端安裝的壓塊4夾緊固定。 其中，
[0032] 所述Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2的一端設(shè)置旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5,旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5的圓心與所述固定 臺(tái)1的另一端通過旋轉(zhuǎn)軸連接，在固定臺(tái)1上設(shè)置固定螺絲，通過固定螺絲穿過固定臺(tái)1夾 緊旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5,使旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5在需要的位置固定。
[0033] 所述Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2的另一端沿橫向開口，所述X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂3的一端橫向設(shè)置旋轉(zhuǎn) 刻度半圓盤6,旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤6伸至該橫向開口 7之間，橫向開口 7側(cè)面與旋轉(zhuǎn)刻度半圓 盤6的圓心通過旋轉(zhuǎn)軸鉸接，在橫向開口 7側(cè)面設(shè)置固定螺絲，通過固定螺絲穿過橫向開口 7夾緊旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤6,使旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤6在需要的位置固定。
[0034] 所述待加工材料通過X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂3的另一端安裝的壓塊4夾持，X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂3與 壓板4的相對(duì)面上有鋸齒形凹槽8,并通過固定螺絲緊固。
[0035] 本發(fā)明中，固定臺(tái)1為帶有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸和二個(gè)固定螺絲的長(zhǎng)方體（或正方體），用 于固定在線切割機(jī)上；Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2帶有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸、二個(gè)固定螺絲和一個(gè)旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5， 用于待加工材料在Z-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)；X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂3帶有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸和一個(gè)旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤 6,用于待加工材料在X-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)；壓塊4為帶有四個(gè)固定螺絲的長(zhǎng)方體或正方體，用于 固定待加工材料，所述的待加工材料為任意形狀的導(dǎo)電材料。
[0036] 實(shí)施例
[0037] 如圖1、圖2(a)_(d)所示，三維旋轉(zhuǎn)線切割方法通過調(diào)整三維旋轉(zhuǎn)夾具的兩個(gè)刻 度盤，使待加工材料分別在垂直面和水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，精確控制待加工材料在三維空間中的 位置，進(jìn)而控制待加工材料在線切割機(jī)上的切割面，達(dá)到精確切割待加工材料晶面的目的。 下面以DD5鎳基單晶高溫合金為例，介紹三維旋轉(zhuǎn)線切割方法，具體步驟如下：
[0038] 該方法通過兩個(gè)螺絲和一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸控制固定臺(tái)1和Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2的相對(duì)位置，將 旋轉(zhuǎn)軸穿過固定臺(tái)1和Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2的旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5中心，Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2可以繞旋轉(zhuǎn)軸 旋轉(zhuǎn)。當(dāng)Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2旋轉(zhuǎn)到某個(gè)位置時(shí)，用兩個(gè)螺絲固定Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2的位置。
[0039] Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2的旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5與固定臺(tái)1的零刻度線構(gòu)成兩個(gè)半圓面積的順-逆 刻度盤，圓盤面上帶有0?180°圓周游標(biāo)刻度，通過旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5使Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2在Z-Y 平面內(nèi)順時(shí)針或者逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5的某一刻度與固定臺(tái)1的"0"刻度重合時(shí)， 旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5的刻度即為Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2在Z-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的度數(shù)。
[0040] 該方法通過兩個(gè)螺絲和一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸控制Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2和X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂3的相對(duì)位置， 將旋轉(zhuǎn)軸穿過Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2和X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂3的旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤6中心，X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂3可以 繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂3旋轉(zhuǎn)到某個(gè)位置時(shí)，用兩個(gè)螺絲固定X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂3的位置。
[0041] X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂3的半圓盤與Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2的零刻度線構(gòu)成兩個(gè)1/4圓面積的順-逆 刻度盤，盤面上帶有0?90°圓周游標(biāo)刻度，通過旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤6使X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂3在X-Y 平面內(nèi)順時(shí)針或者逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤6的某一刻度與Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2的"0"刻度 重合時(shí)，旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤6的刻度即為X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂3在X-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的度數(shù)。
[0042] 該方法通過4個(gè)對(duì)稱的螺絲調(diào)節(jié)X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂3與壓板4之間的距離，將待加工材 料放到X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂3與壓板4之間，通過4個(gè)螺絲固定待加工材料。X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂3與壓板4 的相對(duì)面上有鋸齒形凹槽8,防止待加工材料在切割過程中發(fā)生位移，待加工材料為鎳基單 晶聞溫合金。
[0043] 如圖3(a)_(c)所示，待加工材料在Z-Y平面（垂直面）內(nèi)的旋轉(zhuǎn)方式如下：通過 兩個(gè)螺絲和一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸控制固定臺(tái)1和Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2的相對(duì)位置，Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2的旋轉(zhuǎn)刻度 圓盤5與固定臺(tái)1的零刻度線構(gòu)成兩個(gè)半圓面積的順-逆隨動(dòng)刻度盤，圓盤面上帶有0? 180°圓周游標(biāo)刻度。隨后，通過旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5使Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2在Z-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn) 刻度圓盤5的某一刻度與固定臺(tái)1的"0"刻度重合時(shí)，旋轉(zhuǎn)刻度圓盤5的刻度即為Z-Y轉(zhuǎn) 動(dòng)臂2在Z-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的度數(shù)。
[0044] 如圖4 (a)-(c)所示，待加工材料在X-Y平面（水平面）內(nèi)的旋轉(zhuǎn)方式如下：通過 兩個(gè)螺絲和一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸控制Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2和X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂3的相對(duì)位置，X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂3的旋 轉(zhuǎn)刻度半圓盤6和Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2的零刻度線構(gòu)成兩個(gè)1/4圓面積的順-逆隨動(dòng)刻度盤，盤 面上帶有0?90°圓周游標(biāo)刻度。隨后，通過旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤6使X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂3在X-Y平 面內(nèi)順時(shí)針或者逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤6的某一刻度與Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂2的"0"刻度重 合時(shí)，旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤6的刻度即為X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂3在X-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的度數(shù)。
[0045] 如圖5(a)_(c)所示，DD5單晶高溫合金不同晶面的顯微組織。圖5(a)為DD5單晶 高溫合金的（001)晶面，立方狀的Y ^相（灰黑色）從Y相（白色）中析出。圖5(b)為 DD5單晶高溫合金的（011)晶面，二次枝晶的金相組織表現(xiàn)為不對(duì)稱的"十"字型。圖5(c) 為DD5單晶高溫合金的（111)晶面，二次枝晶的金相組織表現(xiàn)為對(duì)稱的"剪刀"型。
[0046] 實(shí)施例結(jié)果表明，采用本發(fā)明可精確快速地切割待加工材料的晶面，確保材料晶 面的加工精度，具有操作簡(jiǎn)單，加工精度高，實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種具有Z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具，其特征在于，該夾具包括固定臺(tái)、Z-Y轉(zhuǎn) 動(dòng)臂、X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂和壓塊四部分，具體結(jié)構(gòu)如下： 固定臺(tái)的一端與線切割機(jī)連接，固定臺(tái)的另一端與Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的一端連接，使Z-Y轉(zhuǎn) 動(dòng)臂繞固定臺(tái)的另一端在Z-Y平面旋轉(zhuǎn)；Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的另一端與X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的一端鉸接，使 X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂繞Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的另一端在X-Y平面擺動(dòng)，X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的另一端放置待加工材料， 待加工材料通過X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的另一端安裝的壓塊夾緊固定； 所述Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的一端設(shè)置旋轉(zhuǎn)刻度圓盤，旋轉(zhuǎn)刻度圓盤的圓心與所述固定臺(tái)的另一 端通過旋轉(zhuǎn)軸連接，在固定臺(tái)上設(shè)置固定螺絲，通過固定螺絲穿過固定臺(tái)夾緊旋轉(zhuǎn)刻度圓 盤，使旋轉(zhuǎn)刻度圓盤在需要的位置固定； 所述Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的另一端沿橫向開口，所述X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的一端橫向設(shè)置旋轉(zhuǎn)刻度半圓 盤，旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤伸至Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂橫向開口之間，橫向開口側(cè)面與旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤的圓 心通過旋轉(zhuǎn)軸鉸接，在橫向開口側(cè)面設(shè)置固定螺絲，通過固定螺絲穿過橫向開口夾緊旋轉(zhuǎn) 刻度半圓盤，使旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤在需要的位置固定。
2. 按照權(quán)利要求1所述的具有Z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具，其特征在于，待加工 材料通過X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的另一端安裝的壓塊夾持，X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂與壓板的相對(duì)面上有鋸齒形凹 槽，并通過固定螺絲緊固。
3. 按照權(quán)利要求1所述的具有Z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具，其特征在于，固定臺(tái)為 帶有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸和二個(gè)固定螺絲的長(zhǎng)方體或正方體，用于固定在線切割機(jī)上；Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂 帶有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸、二個(gè)固定螺絲和一個(gè)旋轉(zhuǎn)刻度圓盤，用于待加工材料在Z-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)； X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂帶有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸和一個(gè)旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤，用于待加工材料在X-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)；壓 塊為帶有四個(gè)固定螺絲的長(zhǎng)方體或正方體，用于固定待加工材料。
4. 按照權(quán)利要求1所述的具有Z-Y、X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具，其特征在于，該夾具 的所有材料均為導(dǎo)電性良好的金屬或者合金。
5. -種利用權(quán)利要求1所述三維旋轉(zhuǎn)夾具的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法，其特征在于，該方 法通過調(diào)整三維旋轉(zhuǎn)夾具的兩個(gè)刻度盤，使待加工材料分別在垂直面和水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，精 確控制待加工材料在三維空間中的位置，進(jìn)而控制待加工材料在線切割機(jī)上的切割面，達(dá) 到精確切割待加工材料晶面。
6. 按照權(quán)利要求5所述的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法，其特征在于，待加工材料在垂直面Z-Y 平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)方式如下：通過兩個(gè)螺絲和一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸控制固定臺(tái)和Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的相對(duì)位 置，Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的旋轉(zhuǎn)刻度圓盤與固定臺(tái)的零刻度線構(gòu)成兩個(gè)半圓面積的順-逆隨動(dòng)刻度 盤，圓盤面上帶有0?180°圓周游標(biāo)刻度；隨后，通過旋轉(zhuǎn)刻度圓盤使Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂在Z-Y平 面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)刻度圓盤的某一刻度與固定臺(tái)的"〇"刻度重合時(shí)，旋轉(zhuǎn)刻度圓盤的刻度即為 Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂在Z-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的度數(shù)。
7. 按照權(quán)利要求5所述的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法，其特征在于，待加工材料在水平面X-Y 平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)方式如下：通過兩個(gè)螺絲和一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸控制Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂和X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的相對(duì) 位置，X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤和Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的零刻度線構(gòu)成兩個(gè)1/4圓面積的順-逆 隨動(dòng)刻度盤，盤面上帶有0?90°圓周游標(biāo)刻度；隨后，通過旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤使X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂 在X-Y平面內(nèi)順時(shí)針或者逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤的某一刻度與Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的"0"刻 度重合時(shí)，旋轉(zhuǎn)刻度半圓盤的刻度即為X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂在X-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的度數(shù)。
8. 按照權(quán)利要求5所述的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法，其特征在于，該方法具有Z-Y、X-Y轉(zhuǎn) 動(dòng)臂的三維旋轉(zhuǎn)夾具的固定臺(tái)與線切割機(jī)的連接有兩種方式，夾具固定臺(tái)的這兩種固定方 式對(duì)材料晶面的切割沒有任何影響；其中，第一種方式：Z_Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的橫向開口平行于線切 割機(jī)的加工平臺(tái)，夾具的X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂在X-Y平面轉(zhuǎn)動(dòng)；第二種方式：Z-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂的橫向開口 垂直于線切割機(jī)的加工平臺(tái)，此時(shí)，夾具的X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂在X-Z平面轉(zhuǎn)動(dòng)。
9. 按照權(quán)利要求5所述的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法，其特征在于，該方法通過4個(gè)對(duì)稱的 螺絲調(diào)節(jié)X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂與壓板之間的距離，將待加工材料放到X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂與壓板之間，通過 4個(gè)螺絲固定待加工材料；X-Y轉(zhuǎn)動(dòng)臂與壓板的相對(duì)面上有鋸齒形凹槽，防止待加工材料在 切割過程中發(fā)生位移。
10. 按照權(quán)利要求5所述的三維旋轉(zhuǎn)線切割方法，其特征在于，待加工材料為任意形狀 的導(dǎo)電材料，采用三維旋轉(zhuǎn)線切割精確切割待加工材料的任意晶面。
【文檔編號(hào)】B23H11/00GK104353920SQ201410602340
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】劉貴群, 張小麗, 耿桂宏, 侯貴香 申請(qǐng)人:北方民族大學(xué)