[发明专利]纤维复合材料钻削分层缺陷的抑制装置及其抑制方法

权利要求书

1.纤维复合材料钻削分层缺陷的抑制方法，该方法采用一种纤维复合材料钻削分层缺陷的抑制装置，该抑制装置包括：包括紧固套(1)、气缸(2)、固定套(3)及锥形套(4)；

所述紧固套(1)与机床主轴的非旋转部分螺钉固接；

所述气缸(2)非伸缩端与所述紧固套(1)螺栓固接；

所述固定套(3)与所述气缸(2)伸缩端螺栓固接；所述固定套(3)为中空环形结构，围绕在机床主轴外；

所述锥形套(4)为设有外螺纹的锥形结构，且其锥面顶点开有圆形钻孔；所述锥形套(4)的外螺纹与固定套(3)上设置的内螺纹旋接；

该抑制方法包括以下步骤并按以下步骤依次进行：

S1：将待钻削纤维复合材料叠放至支撑板上，确定钻孔位置与机床钻头位置同轴；

S2：由气缸(2)施加推力带动锥形套(4)与纤维复合材料接触，气缸(2)内的设定压强为p_c：

公式1中，q为所述抑制装置施加的压力；q_g为所述抑制装置中固定套(3)、锥形套(4)、直线限位杆(5)与气缸(2)中的可伸缩部分的总重力；r为气缸(2)的内腔半径；

公式2中，p为锥形套(4)施加给纤维复合材料的分布载荷；Rc为锥形套(4)与纤维复合材料接触面的外圆半径；R为锥形套(4)与纤维复合材料接触面的内圆半径，与钻削孔半径一致；

公式3中，a为Rc与R的差值；ΔF为超过临界轴向力数值F^*后的轴向力增量；

S3：启动机床主轴转动进行钻削，钻削轴向力应不大于临界轴向力F^*与轴向力增量ΔF之和；

公式4中，G_c为工件分层裂纹扩展的临界应变能释放率，D_p是工件的弯曲刚度；

公式5中，h_p是工件的已钻削材料厚度或剩余材料厚度，E_p是工件杨氏模量，ν_p是工件材料泊松比；

S4：钻削完成后，退出机床主轴。

2.根据权利要求1所述的纤维复合材料钻削分层缺陷的抑制方法，其特征在于：所述紧固套(1)与固定套(3)之间设有直线限位杆(5)。