CN211840307U

CN211840307U - 碳纤维复合板材开槽削边装置

Info

Publication number: CN211840307U
Application number: CN202020276889.7U
Authority: CN
Inventors: 党利; 郑静静; 马遥力; 单晨晨; 赵辉
Original assignee: Zhengzhou University of Aeronautics
Current assignee: Zhengzhou University of Aeronautics
Priority date: 2020-03-09
Filing date: 2020-03-09
Publication date: 2020-11-03
Anticipated expiration: 2030-03-09

Abstract

本实用新型属于碳纤维复合材料加工技术领域，特别是涉及一种碳纤维复合板材开槽削边装置，包括工作台，刀具、刀具旋转驱动单元及其整体横向往复平移机构，板材装夹组件；板材装夹组件包括上夹板、下夹板及夹板支座，上夹板、下夹板通过紧固件连接在一起；下夹板通过一侧转轴转动连接在夹板支座上，夹板支座与工作台之间连接有支座固定架；夹板支座与固定架之间设有支座升降调节机构，支座固定架与工作台之间设有固定架纵向移动调节机构，上夹板、下夹板相对于工作台为倾斜设置，下夹板与其支座之间设有夹板翻转机构。本实用新能充分避免碳纤维复合材料烧伤，从而适用于碳纤维复合板材开槽或削边（倒角）的专用加工装置。

Description

碳纤维复合板材开槽削边装置

技术领域

本实用新型属于碳纤维复合材料加工技术领域，特别是涉及一种碳纤维复合板材开槽削边装置。

背景技术

碳纤维复合材料由于具有轻质高强优势，已经是航模制作，以及飞机制造常用的轻质高强材料，并且也将会逐渐广泛的应用于汽车领域。在航模和飞机制造过程中碳纤维复合材料的胶接是一项极为常用且非常关键的一个连接工艺，无论是原材料的加工处理，还是胶接工艺，要求都非常严格。在碳纤维复合材料板材胶接过程中，需要磨边或者在边上开槽以便增大胶接面的接触面积。但是由于复合材料较硬，采用传统的砂轮倒角不仅不易成形，还容易导致碳纤维复合材料烧伤，降低原材料处理质量。另外，砂轮片也不能对边进行开槽。传统的金属数控加工机床虽说能满足动作要求，但是转速达相对较低，不能切削碳纤维板，也不能装夹较大面积的板材。据此，设计一种不仅能倒角，还能对厚复合材料板边进行开槽，同时还能充分避免碳纤维复合材料烧伤的情况的装置，尤为必要。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题就是克服上述现有技术的不足，而提供一种能充分避免碳纤维复合材料烧伤，从而适用于碳纤维复合板材开槽或削边（倒角）的专用加工装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

设计一种碳纤维复合板材开槽削边装置，包括工作台，刀具、刀具旋转驱动单元及其整体横向往复平移机构，还有板材装夹组件；其中刀具及旋转驱动单元与板材装夹组件，相对设于工作台上两侧；

所述板材装夹组件包括上夹板、下夹板及夹板支座，上夹板和下夹板通过所设紧固件连接在一起；下夹板通过一侧所设转轴转动连接在夹板支座上，夹板支座与工作台之间连接有支座固定架；

所述夹板支座与其固定架之间设有支座升降调节机构，用于夹板相对于工作台的升降调节；所述支座固定架与工作台之间设有固定架纵向移动调节机构，用于夹板相对于刀具的水平间距调节；所述上夹板及下夹板相对于工作台为倾斜设置，下夹板与其支座之间设有夹板翻转机构，用于夹板相对于工作台的倾斜角度调节。

优选地，在上述碳纤维复合板材开槽削边装置中，所述下夹板与夹板支座之间同时设有减震机构。

优选地，在上述碳纤维复合板材开槽削边装置中，所述减震机构包括两个拉簧，分设于下夹板与夹板支座两侧之间。

优选地，在上述碳纤维复合板材开槽削边装置中，所述支座升降调节机构包括设于夹板支座一侧的滑块，相对于该滑块，在支座固定架上竖向设有长圆形导向槽，同时在夹板支座与工作台之间竖向设有丝杠丝母调节机构；在丝杠丝母调节机构作用下，夹板支座相对于工作台上下移动，滑块随着夹板支座沿所述长圆形导向槽上下匹配滑动。

优选地，在上述碳纤维复合板材开槽削边装置中，沿支座固定架两侧竖向设有刻度尺，用以参照调节夹板相对于工作台的高度。

优选地，在上述碳纤维复合板材开槽削边装置中，所述固定架纵向移动调节机构包括调节螺栓，相对于该调节螺栓，在工作台上纵向设有长圆形导向槽，所述调节螺栓的螺杆部分穿接于该长圆形导向槽，并与支座固定架底部相连。

优选地，在上述碳纤维复合板材开槽削边装置中，所述夹板翻转机构为丝杠丝母调节机构，该丝杠丝母调节机构安装在夹板支座上，其丝杆部分向上伸出，且末端抵触在下夹板上。

优选地，在上述碳纤维复合板材开槽削边装置中，沿夹板支座与转轴连接处外侧设有角度尺，用以参照调节夹板相对于工作台的倾斜角度。

优选地，在上述碳纤维复合板材开槽削边装置中，所述刀具包括铣刀及其卡头；所述刀具旋转驱动单元包括切削电机及切削电机座。

优选地，在上述碳纤维复合板材开槽削边装置中，所述刀具及刀具旋转驱动单元整体横向往复平移机构包括与切削电机座相连的传动丝杆及沿传动丝杆外部圆周向分别的多个导杆，各导杆通过固定架连接于工作台上，传动丝杆外端通过传动十字接连接有传动马达。

本实用新型技术方案的有益技术效果是：

1、在结构上，本实用新型采用上夹板、下夹板及紧固件夹紧碳纤维复合板材，结构简单，易于安装或拆卸；下夹板与夹板支座转动连接，并设有夹板翻转机构，用于夹板相对于工作台的倾斜角度调节，即板材边缘相对于切削刀具倾角可调节，从而根据实际加工需求，实现对碳纤维复合板材边缘的不同角度或不同位置的开槽或削边（倒角）。

2、在结构上，本实用新型增设支座升降调节机构，用于夹板相对于工作台的升降调节，即板材边缘相对于切削刀具的高低位置的调节；增设固定架纵向移动调节机构，用于夹板相对于刀具的水平间距调节，即板材边缘相对于切削刀具的前后位置的调节。可以同时辅以刻度尺，用以参照、实现精确调节。从而根据实际加工需求，实现对碳纤维复合板材边缘的不同角度或不同位置的开槽或削边（倒角）。

3、在结构上，本实用新型在下夹板与夹板支座之间增设减震机构，用以缓冲碳纤维复合板材在切削过程中产生的震动，以确保加工精度。而且，刀具、刀具旋转驱动单元及其整体，可以沿工作台面做横向往复平移运动。因而操作使用方便，易于推广实施。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1为本实用新型碳纤维复合板材开槽削边装置的立体结构示意图；

图2为图1所示的另一角度的立体结构示意图；

图3为下夹板及转轴的立体结构示意图；

图4为夹板支座的立体结构示意图；

图5为支座固定架的立体结构示意图；

图6为传动丝杆的立体结构示意图；

图7为切削电机座的立体结构示意图；

图8为十字传动节的立体结构示意图；

图9为导杆及传动丝杆固定架的立体结构示意图；

图10为碳纤维板边部倒角后的效果示意图；

图11为碳纤维板边部开槽后的效果示意图；

图中序号：A、传动马达，B、传动十字接，C、导杆，D、固定架，E、传动丝杆，F、切削电机座，G、切削电机，H、铣刀卡头，J、铣刀，K、固定螺丝，L、上夹板，M、碳纤维板，N、支座固定架，O、固定螺丝，P、工作台，Q、下夹板，R、刻度尺，S、角度尺，T、调节丝杆，U、拉簧，V、夹板支座，X、长圆形导向槽，Y、调节螺栓；

1、5、7、10、14、15、16、21、22、螺纹孔，2、4、螺丝，3、转轴，6、转轴孔，8、滑块，9、长圆形导向槽，11、18、19、销轴孔，12、13、螺柱，17、安装孔，20、导杆安装孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述，显然所描述的实施例仅为本实用新型示意性的部分具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围，任何本领域的技术人员在不脱离本实用新型构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

实施例

参见图1-2，图中，本实用新型碳纤维复合板材开槽削边装置，包括传动马达A，传动十字接B，导杆C，固定架D，传动丝杆E，切削电机座F，切削电机G，铣刀卡头H，铣刀J，固定螺丝K，上夹板L，夹板支座V，固定螺丝O ，工作台P ，下夹板Q ，刻度尺R ，角度尺S ，调节丝杆T，拉簧U，支座固定架N等。

其中，由铣刀J及铣刀卡头H组装成刀具，切削电机G及切削电机座F构成刀具旋转驱动单元。上夹板L、下夹板Q及夹板支座V构成碳纤维板装夹组件。刀具及旋转驱动单元与板材装夹组件，相对设于工作台P上两侧。

上夹板L和下夹板Q通过所设固定螺丝K连接在一起，用于夹紧碳纤维板M。相对于固定螺丝K，在下夹板上设有螺纹孔1（参见图3）。下夹板Q通过一侧所设转轴3（参见图3）转动连接在夹板支座V上，夹板支座V与工作台P之间连接有支座固定架N。相对于转轴3，在夹板支座V上设有转轴孔6（参见图4）。

下夹板Q与夹板支座V两侧之间分设有两个拉簧U，用以缓冲碳纤维复合板材在切削过程中产生的震动，以确保加工精度。相对于拉簧U，在下夹板Q与夹板支座V的侧面分别设有用于钩挂的螺丝2（参见图3）和螺丝4（参见图4）。

夹板支座V一侧设有滑块8（参见图4），相对于该滑块8，在支座固定架N上竖向设有长圆形导向槽9（参见图5）。并且在夹板支座V与工作台P之间竖向设有丝杠丝母调节机构（所含调节丝杆T），该丝杠丝母调节机构安装在工作台P上，调节丝杆T向上伸出，且末端顶紧在夹板支座V上。此外，还有固定螺丝O穿过长圆形导向槽9与滑块8螺纹固定连接。相对于该固定螺丝O，在滑块8上设有螺纹孔7（参见图4）。切削工作时，固定螺丝O处于拧紧状态，夹板支座V连同滑块通过固定螺丝O固定连接在支座固定架N上，而且调节丝杆T末端顶紧在夹板支座V上，起支撑作用。当需要调节时，松开固定螺丝O，调节丝杆T向下旋出，在自身重力作用下，夹板支座V相对于工作台P可以向下移动，滑块8随着夹板支座沿所述长圆形导向槽9向下匹配滑动；反之，松开固定螺丝O后，调节丝杆T向上旋进，将夹板支座V相对于工作台P向上顶起。由滑块及导向槽配合构成的滑动连接结构，在夹板支座相对于工作台上下移动中，起到导向作用。

此外，沿支座固定架N两侧竖向设有刻度尺R，用以参照调节夹板相对于工作台的高度。

支座固定架N底部相连有调节螺栓Y，相对于该调节螺栓，在工作台上纵向设有长圆形导向槽X，调节螺栓的螺杆部分穿接于该长圆形导向槽。相对于调节螺栓，在支座固定架N底部设有螺纹孔10（参见图5）。切削过程中，调节螺栓拧紧，将支座固定架与工作台固连在一起，当需要调节夹板相对于刀具的水平间距时，调节螺栓松开，在外力作用下支座固定架可以伴随调节螺栓沿长圆形导向槽纵向移动。

下夹板Q与夹板支座V之间设有丝杠丝母调节机构，该丝杠丝母调节机构安装在夹板支座V上，其丝杆部分向上伸出，且末端抵触在下夹板Q上。相对于其丝杆部分，在夹板支座V上设有螺纹孔5（参见图4）。用于夹板相对于工作台的倾斜角度调节。此外，沿夹板支座V与转轴3连接处外侧设有角度尺S，用以参照调节夹板相对于工作台的倾斜角度。

与切削电机座F相连的传动丝杆E及沿传动丝杆外部圆周向分别的多个导杆C，各导杆C及传动丝杆E通过固定架D连接于工作台P上，传动丝杆E外端通过传动十字接B连接有传动马达A。在传动马达A及传动丝杆E作用下，可以带动刀具、刀具旋转驱动单元整体沿工作台横向往复平移，对碳纤维复合板材边缘的不同角度或不同位置开槽或削边（倒角）。其中，导杆C在该往复进给平移过程中起到导向作用。

参见图6，传动丝杆E一端通过螺柱13与切削电机座F相连，相对于螺柱13，切削电机座F上设有螺纹孔14（参见图7）。传动丝杆E另一端通过销轴与传动十字接B连接，相对于销轴，传动丝杆E上设有销轴孔11，传动十字接B上设有销轴孔18（参见图8）。传动丝杆E与固定架D通过螺柱12连接，相对于螺柱12，在固定架D上设有螺纹孔21（参见图9）。

此外，参见图7，切削电机座F上还设有与导杆C螺纹固定连接的螺纹孔15，切削电机G安装孔17。而且，切削电机安装好后，通过锁紧螺丝固定，相对于锁紧螺丝，在切削电机座F上设有螺纹孔16。

此外，参见图8，传动十字接B上还设有与传动马达A动力输出端销轴连接的销轴孔19。

此外，参见图9，固定架D上还设有导杆安装孔20。固定架D通过紧固螺丝与工作台固连在一起。相对于紧固螺丝，在固定架D底部设有螺纹孔22。

本实用新型通过设置夹板翻转机构，用于夹板相对于工作台的倾斜角度调节，即板材边缘相对于切削刀具倾角可调节；增设支座升降调节机构，用于夹板相对于工作台的升降调节，即板材边缘相对于切削刀具的高低位置的调节；增设固定架纵向移动调节机构，用于夹板相对于刀具的水平间距调节，即板材边缘相对于切削刀具的前后位置的调节。可以同时辅以角度尺、刻度尺，用以参照、实现精确调节。在传动马达A及传动丝杆E作用下，可以带动刀具、刀具旋转驱动单元整体沿工作台横向往复平移，根据实际加工需求，实现对碳纤维复合板材边缘的不同角度或不同位置的开槽或削边（倒角）。碳纤维板边部倒角后的效果示意图参见图10，其倒角角度为α；碳纤维板边部开槽后的效果示意图参见图11。

此外，在下夹板与夹板支座之间增设减震机构，用以缓冲碳纤维复合板材在切削过程中产生的震动，以确保加工精度。因而整体结构，性能可靠，操作使用方便，易于推广实施。

对所公开实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多处修改对本领域技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离实用新型的精神或范围的前提下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不限制于本文所显示的这些实施例，而是要符合与本文公开原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims

1.一种碳纤维复合板材开槽削边装置，其特征是：包括工作台，刀具、刀具旋转驱动单元及其整体横向往复平移机构，还有板材装夹组件；其中刀具及旋转驱动单元与板材装夹组件，相对设于工作台上两侧；

2.根据权利要求1所述的碳纤维复合板材开槽削边装置，其特征是：所述下夹板与夹板支座之间同时设有减震机构。

3.根据权利要求2所述的碳纤维复合板材开槽削边装置，其特征是：所述减震机构包括两个拉簧，分设于下夹板与夹板支座两侧之间。

4.根据权利要求1所述的碳纤维复合板材开槽削边装置，其特征是：所述支座升降调节机构包括设于夹板支座一侧的滑块，相对于该滑块，在支座固定架上竖向设有长圆形导向槽，同时在夹板支座与工作台之间竖向设有丝杠丝母调节机构；在丝杠丝母调节机构作用下，夹板支座相对于工作台上下移动，滑块随着夹板支座沿所述长圆形导向槽上下匹配滑动。

5.根据权利要求4所述的碳纤维复合板材开槽削边装置，其特征是：沿支座固定架两侧竖向设有刻度尺，用以参照调节夹板相对于工作台的高度。

6.根据权利要求1所述的碳纤维复合板材开槽削边装置，其特征是：所述固定架纵向移动调节机构包括调节螺栓，相对于该调节螺栓，在工作台上纵向设有长圆形导向槽，所述调节螺栓的螺杆部分穿接于该长圆形导向槽，并与支座固定架底部相连。

7.根据权利要求1所述的碳纤维复合板材开槽削边装置，其特征是：所述夹板翻转机构为丝杠丝母调节机构，该丝杠丝母调节机构安装在夹板支座上，其丝杆部分向上伸出，且末端抵触在下夹板上。

8.根据权利要求1所述的碳纤维复合板材开槽削边装置，其特征是：沿夹板支座与转轴连接处外侧设有角度尺，用以参照调节夹板相对于工作台的倾斜角度。

9.根据权利要求1所述的碳纤维复合板材开槽削边装置，其特征是：所述刀具包括铣刀及其卡头；所述刀具旋转驱动单元包括切削电机及切削电机座。

10.根据权利要求1所述的碳纤维复合板材开槽削边装置，其特征是：所述刀具及刀具旋转驱动单元整体横向往复平移机构包括与切削电机座相连的传动丝杆及沿传动丝杆外部圆周向分别的多个导杆，各导杆通过固定架连接于工作台上，传动丝杆外端通过传动十字接连接有传动马达。