[發明專利]一種C/E復合材料相貫線斜孔加工裝置及方法

有效

• 申請號: 201110211383.3
• 申請日: 2011-07-27
• 公開（公告）號: CN102294629A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 張鵬;王保林;王愛春;邸建;萬青;孫燕杰
• 申請（專利權）人: 航天材料及工藝研究所
• 主分類號: B24B5/48
• 分類號: B24B5/48
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 莫丹

技術領域

本發明屬于復合材料加工技術領域，具體涉及一種C/E復合材料相貫線斜孔加工裝置及方法，該裝置可用于C/E復合材料工件上開相貫線斜孔，該相貫線斜孔的直徑在φ40～φ100之間，相貫線斜孔軸線與C/E復合材料工件軸向或徑向夾角在25°～65°之間。

背景技術

對于C/E復合材料(樹脂基碳環氧復合材料)相貫線斜孔加工方法，國內主要采用設計劃線樣板來保證。通過制造與相貫線外形一致的金屬樣板，然后在根據該樣板在C/E復合材料表面劃出相貫線斜孔輪廓線，在利用磨頭或其它刀具按照刻線加工。該方法的主要缺點為相貫線輪廓依靠劃線保證，精度較差。在整個加工過程中，沒有導向裝置因此其與工件的夾角只能依靠工人的手工操作保證。此外，由于加工量大，精加工之前需保留加工余量使加工效率較低。國外的數控加工方式在C/E復合材料上已取得一定的應用，國內目前也嘗試數字化加工方式，數控加工能夠保證相貫線斜孔的位置精度和尺寸精度，但C/E復合材料屬難加工材料，對刀具磨損嚴重，對于尺寸較大的相貫線斜孔常常未加工完就需要更換新的刀具。此外，碳粉塵對機床有損傷，在加工前需對數控機床傳動件進行密封，若需加工斜孔軸線不經過工件軸線且與工件軸線不保持異面垂直的相貫線斜孔則至少需要五軸數控設備，其價格昂貴。

發明內容

本發明的目的在于提供一種C/E復合材料相貫線斜孔加工裝置及方法，其加工過程一次性完成，加工效率較高，能夠保證相貫線的尺寸精度和位置精度。

實現本發明目的的技術方案：一種C/E復合材料相貫線斜孔加工裝置，它包括用于固定C/E復合材料工件的工作平臺，它還包括定位在工作平臺上的導向裝置，以及設在導向裝置上的套料磨頭。所述的套料磨頭包括一根刀柄，中空結構的刀頭通過螺紋連接在刀柄前端；刀柄的后端突出部位為手電鉆夾持部分；所述的刀頭的前端面和前端外側面5mm范圍內電鍍金剛砂顆粒；所述的導向裝置包括定位在工作平臺上的支座部分，在支座部分上方固定有一個可在垂直方向上下運動的垂直移動平臺，在垂直移動平臺上方固定一個可在水平方向左右運動的水平移動平臺；一個導向支座固定在水平移動平臺上；在導向支座上固定一個導向筒，導向筒中心處開有導向孔，導向孔軸線與待開的相貫線斜孔軸線同軸一致，它們與C/E復合材料工件的軸向或徑向夾角在25°～65°；在導向孔內設有直線軸承，上述套料磨頭的刀柄穿過導向孔，刀柄的中間部分與導向孔內的直線軸承配合。

如上所述的一種C/E復合材料相貫線斜孔加工裝置，其所述的手電鉆夾持部位的直徑在10mm～12mm之間，用于手電鉆夾持。

如上所述的一種C/E復合材料相貫線斜孔加工裝置，其所述的刀頭的前端面開有排屑槽，刀頭和刀柄以及手電鉆夾持部位同軸度在0.1mm以內。

如上所述的一種C/E復合材料相貫線斜孔加工裝置，其所述的水平移動平臺包括與步進電機一連接的絲杠一，絲杠一上套有螺母滑塊一，螺母滑塊一上方連接有滑板一，導向支座則固定在滑板一上，通過步進電機一帶動絲杠一轉動，使絲杠一上的螺母滑塊一左右運動，并帶動滑板一左右運動，從而實現導向支座左右運動。

如上所述的一種C/E復合材料相貫線斜孔加工裝置，其在絲杠一兩側分別設有直線軌道一，在每條直線軌道一上設有滑塊一；所述的滑板一與兩個直線導軌一上的滑塊一相連。

如上所述的一種C/E復合材料相貫線斜孔加工裝置，其所述的垂直移動平臺包括與步進電機二連接的絲杠二，絲杠二上套有螺母滑塊二，螺母滑塊二連接滑板二，水平移動平臺則固定在滑板二上，通過步進電機二帶動絲杠二轉動，使絲杠二上的螺母滑塊二上下運動，并帶動滑板二上下運動，從而實現水平移動平臺上下運動。

如上所述的一種C/E復合材料相貫線斜孔加工裝置，其在絲杠二兩側分別設有直線軌道二，在每條直線軌道二上設有滑塊二；所述的滑板二與兩個直線導軌二上的滑塊二相連。

本發明所述的一種加工裝置進行C/E復合相貫線斜孔加工方法，其包括如下步驟：

(a)將C/E復合材料工件固定在工作平臺上；

(b)將導向裝置定位在C/E復合材料工件待開相貫線斜孔附近的工作平臺上；擰開套料磨頭的刀頭及刀柄，將刀柄裝入導向筒的導向孔內；導向孔軸線與待開的相貫線斜孔軸線同軸一致，它們與C/E復合材料工件的軸向或徑向夾角在25°～65°；

(c)通過左右移動水平移動平臺和上下移動垂直移動平臺，調整導向支座上導向孔的中心位置到待開相貫線斜孔中心位置處；