[发明专利]一种使用超声刀具裁切特定预浸料形状的装置和方法

说明书

一种使用超声刀具裁切特定预浸料形状的装置和方法，包括超声刀具头、定位销、气缸以及丝杠；超声刀具夹具上设置有超声刀具头；超声刀具头连接有第一驱动电机；超声刀具夹具包括连接板，连接板顶面上设置有顶板，连接板底面上设置有底板，顶板上开设有上端孔；底板上开设有定位销孔，连接板侧壁上开设有丝杠连接孔，丝杆的一端伸入丝杠连接孔内与定位销相连，另一端连接有第二驱动电机。本发明可以通过第二驱动电机驱动丝杠转动，丝杠带动超声刀具头夹具水平移动，可以裁切出特定形状的预浸料，超声刀具头的水平移动与预浸料运动合成，从而裁切出所需要的形状，弥补工程应用上“三角区域”缺陷，保证制备的构件性能达到使用要求。

技术领域

本发明属于树脂基碳纤维预浸料自动铺放工艺设备领域，具体涉及一种使用超声刀具裁切特定预浸料形状的装置和方法。

背景技术

树脂基碳纤维预浸料制备的样件具有高比强度，高比模量，轻质密度小，高抗疲劳强度，高耐腐蚀性等特点，目前树脂基碳纤维增强复合材料已经广泛应用在航空工业，风电发电叶片，汽车制造等大型工业领域。纤维自动铺放技术是自动铺丝成型技术和自动铺带成型技术的统称，是在纤维缠绕技术基础上发展起来的一种先进全自动化纤维铺放技术，可以实现大曲率、复杂异形体构件的制造，具有高铺放效率，高材料利用率，高自动化程度等特点。

纤维自动铺放技术在工程应用上需要实现满铺效果，但是由于在路径规划中，铺放过程中存在着“三角区域”，带材的宽度过大，无法实现满铺目的，在制得的样件中由于未实现满铺而产生缺陷，造成制件性能未达到使用要求的后果。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术问题，提出了一种使用超声刀具裁切特定预浸料形状的装置和方法，通过此装置可以裁切出规定几何形状的预浸料，并且通过改变超声刀具刃口角度以及降低分切区域温度，达到高质量，高精度裁切预浸料的目的。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种使用超声刀具裁切特定预浸料形状的装置，包括超声刀具头、超声刀具头夹具、定位销、气缸以及丝杠；

其中，超声刀具头夹具上设置有超声刀具头；超声刀具头连接有第一驱动电机；

超声刀具头夹具包括连接板，连接板顶面上设置有顶板，连接板底面上设置有底板，顶板的长度大于底板的长度，顶板上开设有上端孔；底板上开设有定位销孔，连接板侧壁上开设有丝杠连接孔，丝杆的一端伸入丝杠连接孔内与定位销相连，另一端连接有第二驱动电机。

本发明进一步的改进在于，超声刀具头上设置有定位圆套。

本发明进一步的改进在于，定位圆套上开设有若干圆孔。

本发明进一步的改进在于，定位销包括水平板，水平板一端开设有气缸孔，另一端竖直设置有销；

气缸的螺杆穿过气缸孔；销穿过定位销孔，再穿过定位圆套的圆孔，当超声刀具头转动时，定位销插入固定圆套上的圆孔内，从而锁紧超声刀具头。

本发明进一步的改进在于，上端孔上设置有推力球轴承，超声刀具头穿过上端孔与推力球轴承过盈配合。

本发明进一步的改进在于，超声刀具头包括壳体，壳体一端设置有轴，轴上开设有键槽，轴的端面开设有螺纹孔；壳体另一端设置有刃口。

本发明进一步的改进在于，顶板的顶部设置有支撑杆，支撑杆的端部设置有冷气管道口，冷气管道口位于超声刀具头一侧，冷气管道口连接有冷气管道。

本发明进一步的改进在于，确定第一驱动电机和第二驱动电机需要转动的角度，从而通过第一驱动电机的转动来改变超声刀具头刃口的角度，通过第二驱动电机的转动使得超声刀具头在水平面内移动，丝杠的丝杠轴段插入丝杠连接孔内，丝杠的转动带动超声刀具头夹具在丝杠上移动，从而使超声刀具头在预浸料带材裁切出所需要的形状。