[实用新型]一种碳纤维复合材料旋转超声铣磨加工装置

说明书

本实用新型涉及铣磨加工设备技术领域，尤其是一种碳纤维复合材料旋转超声铣磨加工装置，包括超声波发生器，所述的超声波发生器与碳刷连接，所述的碳刷与电极接触连接；所述的电极为圆环状，套设在换能器上，所述的换能器下端连接有变幅杆，所述的变幅杆下端通过第一夹具连接有钻头，所述的钻头下端设有需铣磨碳纤维复合材料，所述的铣磨碳纤维复合材料设置在测力仪上；所述的测力仪固接在车床上且信号输出端与电荷放大器连接，所述的电荷放大器与控制器连接，所述的控制器控制超声波发生器工作。本实用新型结构简单、铣磨精度高、通过控制器控制运行速度快、效率高，在航空航天、生物医学、军事等领域具有广泛的实用价值。

技术领域

本实用新型涉及铣磨加工设备技术领域，尤其涉及一种碳纤维复合材料旋转超声铣磨加工装置。

背景技术

碳纤维复合材料具有重量轻、比强度高、比模量高、耐腐蚀、耐高温等一系列的优点,且与人体的肌肉、骨骼、血液有良好的相容性, 所以在航空航天、生物医学、军事等领域均有广泛应用的前景。与金属材料加工不同，复合材料中的增强纤维是切削过程中的主要磨损要素，复合材料中的基体在切削过程中主要将切削力传递到纤维上，由于碳纤维复合材料硬度高、强度大、各向异性、导热性差、无法进行液体冷却，因此在传统的切削加工中存在纤维头露出、纤维从基体拔出、纤维与基体脱粘等现象，导致工件表面粗糙度较大、甚至工件报废；并且在切削加工中由于切削热很难导出，因此刀具磨损严重，经常刃磨和更换刀具；由于切屑为粉末状，因此在磨削加工中，导致砂轮孔堵塞，需经常修整砂轮。所以如何提供一种碳纤维复合材料铣磨加工装置以提高铣磨质量、降低铣磨损耗、提高工作效率是本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中碳纤维复合材料铣磨质量较低、工作效率低下、铣磨零件易损坏的缺点，而提出的一种碳纤维复合材料旋转超声铣磨加工装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

设计一种碳纤维复合材料旋转超声铣磨加工装置,包括超声波发生器，所述的超声波发生器与碳刷连接，所述的碳刷与电极接触连接；所述的电极为圆环状，套设在换能器上，所述的换能器下端连接有变幅杆，所述的变幅杆下端通过第一夹具连接有钻头，所述的钻头下端设有需铣磨碳纤维复合材料，所述的铣磨碳纤维复合材料设置在测力仪上；所述的测力仪固接在车床上且信号输出端与电荷放大器连接，所述的电荷放大器与控制器连接，所述的控制器控制超声波发生器工作。

工作原理：工作时，先将需铣磨碳纤维复合材料稳定安装在测力仪上，将测力仪、控制器、超声波发生器和换能器通电，然后超声波发生器和换能器将工频交流电转变为有一定功率输出的超声频电振荡,提供给变幅杆往复振动、旋转以及去除需铣磨碳纤维复合材料的能量；同时，设置在需铣磨碳纤维复合材料底座的测力仪将力的数据实时传递至电荷放大器中，电荷放大器将所得到的数据进行放大传递至控制器中，控制器根据设定的工作程序将信号反馈至超声波发生器，控制超声波发生器的能量输出进行实时的信号修正，直至工作结束。

优选的，所述的钻头为金刚石砖头，金刚石砖头硬度高、适合用于铣磨高硬度的碳纤维复合材料。

优选的，所述的换能器上端固接有刀柄。

优选的，所述的测力仪上端还固接有第二夹具，所述的第二夹具夹持需铣磨碳纤维复合材料，将第二夹具与测力仪设计在一起形成一个整体的结构，其自己的固有振动频率一致，提高了力测试的准确性。

优选的，所述的第二夹具上设有千分表，夹具需铣磨碳纤维复合材料时可用千分表进行实时的测试，以保证磨碳纤维复合材料水平放置，为后续铣磨工作提供了水平基准。

本实用新型提出的一种碳纤维复合材料旋转超声铣磨加工装置，有益效果在于：

(1)本实用新型采用超声铣磨加工，碳纤维复合材料表面平整度会有明显提高,其粗糙度可比现有技术中加工的碳纤维复合材料下降40％以上；