[發明專利]一種用于銑削加工碳纖維復合材料的可調式吸附夾具

有效

• 申請號: 201710721173.6
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107414552B
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 王福吉;王澤剛;畢廣健;賈振元;宿友亮
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B23Q3/08
• 分類號: B23Q3/08
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 關慧貞

本發明一種銑削加工碳纖維復合材料的可調吸附夾具屬于機械加工夾具領域，涉及一種用于銑削加工碳纖維復合材料的可調式吸附夾具?？烧{吸附夾具由吸附裝置、工件傾斜角度調整裝置和支撐平臺高度調整裝置三個部分組成。吸附裝置中，共有2?4套結構相同的吸盤組件，吸盤組件均布安裝在支撐平臺上。夾具可通過絲杠螺母、滑動導軌與緊固螺栓，實現對碳纖維復合材料工件高度上的準確調整；通過調整支撐座和支撐肋的角度，實現對碳纖維復合材料銑削工件傾斜角度的調整，以及對微曲工件的隨型吸附?？蓪崿F在一套專用夾具下完成對碳纖維復合材料高度和傾斜角度上的吸附調整，同時吸附夾具不會對制件產生夾持損傷，提高加工效率，保證加工精度。

技術領域

本發明屬于機械加工夾具領域，涉及一種用于銑削加工碳纖維復合材料的可調式吸附夾具。

背景技術

碳纖維復合材料具有質量輕、強度高、硬度高和耐腐蝕性的特點，已經被廣泛應用于航空航天、汽車、船舶等領域。碳纖維復合材料屬于典型的難加工材料，其細觀呈纖維和樹脂構成的混合形態，宏觀上呈現各向異性和疊層特征，加工中易出現分層、撕裂、毛刺等加工損傷以及刀具磨損情況，嚴重制約飛機構件的高質高效加工。碳纖維復合材料制件一般經過鋪放固化后整體成型，為滿足裝配和尺寸精度要求，需進一步對其進行銑削等二次加工。首先，由于碳纖維復合材料板的尺寸大，例如一次固化成型的碳纖維復合材料尾翼毛坯長度為5-6m，實際加工中，若不能對其可靠裝夾則會產生振動和變形等現象。目前的裝夾方法有壓板夾壓工件四周的方法，該類裝夾方法比較復雜，工作量大，生產效率比較低，同時，加工時因受力不均勻容易產生工件變形降低加工精度。另一種用于壁板銑削加工的夾具是模塊化的真空吸附式組合夾具，該夾具可通過吸盤吸附工件完成快速定位夾緊，加工效率高。但是模塊化吸附夾具在高度上以及板件傾斜角度上無法調整，同時也不能實現對碳纖維復合材料工件的隨型吸附。夾具在復合材料大型件的工程制造中具有重要應用，由于飛機結構多采用整體壁板、整體隔框等大型結構件，若夾具的夾緊力不均勻或定位不準確，在銑削過程中因零件受力不均衡以及剛度的變化引起的變形則無法控制，極易將板件撕裂或產生制造誤差而造成零件的報廢。其次，當零件的尺寸、面積發生改變或者零件帶有型面時，就必須制造相應的夾具，增加了工裝制造成本和生產周期。所以，為提高碳纖維復合材料大型結構件的高質、高效加工，可調式隨型吸附夾具結構的設計成為碳纖維復合材料高速銑削加工的重要環節。

目前，部分學者已對碳纖維復合材料展開實驗研究，例如，Akira Hosokawa等人發表的《machining of CFRP with high helix end mill》一文在《CIRP Annals-Manufacturing Technology》2014年第63期第89-92頁中，將碳纖維復合材料板件傾斜一定角度對提高刀具壽命和保證加工精度都是有益的，采用帶螺旋角的立銑刀進行傾斜銑削時，能夠有效抑制毛刺產生提高工件表面的光整性；傾斜銑削時，因為立銑刀有效切削部分一直在變化，能夠保證刀刃受力均勻且能進行散熱，從而能夠保證刀具使用壽命。然而實際加工中并沒有針對碳纖維復合材料可以調整傾斜角度的專用吸附夾具。

發明內容

本發明為克服現有技術的不足，發明了一種銑削加工碳纖維復合材料的可調式吸附夾具。該夾具可通過絲杠螺母、滑動導軌與緊固螺栓，實現對碳纖維復合材料工件高度上的準確調整；通過調整支撐座和支撐肋的角度，實現對碳纖維復合材料工件傾斜角度的調整，通過吸盤吸附工件定位在裝有密封圈的吸盤底座的上表面，實現對碳纖維復合材料的定位。

本發明的技術方案是一種用于銑削加工碳纖維復合材料的可調式吸附夾具，其特征是，可調式吸附夾具由吸附裝置、工件傾斜角度調節裝置和支撐平臺高度調節裝置三部分組成；