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45度榫卯结构拼角结构减榫头无仿形模的加工方法
应用领域:先进制造与自动化
我有意向
国家/地区
中国
行业领域
先进制造与自动化
简介
①本课题来源于肇庆市现代筑美家居有限公司。在我国传统的建筑中,经常能见到榫接这种结构技巧,榫接是我国建筑先辈们流传下来的智慧结晶,在现在一些古老的建筑或寺庙之中常可以发现。它运用得当时,不需一针一钉,便可以使整个结构体可以结合得相当牢固。在如今一些木制的板凳亦可发现这种技巧,在榫接时,通常需要进行加工榫头,在加工榫头时需要进行减榫加工。目前常规减榫(不出头榫)都要依靠模具仿形的方式镂铣多余的榫头,费工费时且极易发生加工偏差,浪费木材资源。 ②本发明的技术原理是通过两个辅助定位挡板,将需要加工的工件进行固定,并依次采用纵向打磨切割、横向打磨切割、编程打磨切割等方式,实现一次性加工出45°角的榫头。本发明的性能指标为:一、工件加工后,表面能达到组装严密,缝隙距离小于等于0.2mm;二、通过本发明的使用,工时耗费比传统模具减榫工时耗费少50%;三、本发明使用后,能够杜绝因换用模具而发生的工伤事故;四、本发明靠档的使用次数大于等于刀具的换用次数。 ③本发明技术的创造性与先进性体现在本发明采用的关键技术与创新点上。而本发明采用的关键技术主要有:一、应用ANSYS有限元分析软件对榫卯结构进行建模,通过L、R、T三个方向来模拟板材的轴向、径向和弦向。二、通过研究加工基准靠档结构及智能化加工,由两个辅助定位挡板,将需要加工的工件进行固定,并依次采用纵向打磨切割、横向打磨切割、编程打磨切割等方式,实现一次性加工出45°角的榫头。本发明的创新点体现在其不改变产品使用功能和外观的前提下,通过改变加工工艺,减少工时和提高产品精度,还可以减少因模具位移产生的工伤事故,提高安全性。同时,应用ANSYS有限元分析软件对榫卯结构进行建模,并对各个部件之间的配合量(如过盈、间隙)进行合理设置,模拟榫卯结构各节点的力学性能,使其符合标准的同时,确定45度榫卯结构拼角结构。 ④本发明技术处于成熟阶段,适用于建筑结构拼接、家具结构拼接等等,可减少原材料消耗,提升产品的质量和艺术价值。本发明由两个辅助定位挡板,将需要加工的工件进行固定,并依次采用纵向打磨切割、横向打磨切割、编程打磨切割等方式,实现一次性加工出45°角的榫头。增加的辅助定位靠档,利用零件榫肩自身的角度,结合靠档调整。通过编程打磨切割头安装于数控切割打磨机上,并且打磨头采用弧线设计,可以根据榫头的需求编辑对应的打磨函数曲线,打磨出不同需求的45度角的榫头。在改变产品使用功能和外观的前提下,通过改变加工工艺,减少工时和提高产品精度,还可以减少因模具位移产生的工伤事故,提高安全性。
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