[发明专利]快速搭建复合材料板材制孔平台实现力热现象表征的方法

说明书

本发明涉及一种快速搭建复合材料板材制孔平台实现力热现象表征的方法，其包括如下步骤：1)，将滚珠丝杠直线导轨滑台模组底面与底板连接固定；2)，将钻头安装于电主轴上，电主轴夹具与夹具Ⅰ连接固定于滑块上；3)，将测力传感器与夹具Ⅱ、夹持试样的L型夹具连接固定，测力传感器连接电脑传输测力数据；4)，确定复合材料板材钻孔位置，调整试样距离，使复合材料板与水平桌面保持竖直；5)，将红外热成像仪置于钻孔轴向进给方向的一端，或复合材料板侧，连接电脑传输温度数据；6)，制孔周围埋设的热电偶丝同时收集温度数据。本发明能实现多参数加工条件，操作简单，灵活搬运，成本合理，能满足复合材料板材钻孔加工试验需求。

【技术领域】

本发明涉及一种快速搭建复合材料板材制孔平台实现力热现象表征的方法，其应用于复合材料制孔研究，属于复合材料钻削加工试样装置技术领域。

【背景技术】

复合材料板材具有质量轻，强度高，耐腐蚀性强等特点，促进了其在航空航天，汽车，高铁列车等领域的应用。然而复合材料构件进行装配时，大多需要进行二次机械加工以满足装配时的精度要求，其中钻削是最主要的加工方式之一。对于复合材料钻孔，确保钻孔质量是实现部件高承载性能和可靠性的前提。

钻削力和温度是影响钻孔质量最为主要的因素，其直接导致损伤破坏的形成。复合材料钻孔时，损伤大多集中于钻孔出口表面，其表面形貌、温度特征和受力情况对于理解损伤机理尤为重要；此外，为了更好的探究钻孔过程中温度变化规律，复合材料板侧温度测量也成为关键。

目前，针对复合材料钻孔实验的研究主要在加工中心的数控车床，铣床上进行，其存在着设备体型巨大，加工环境差，成本昂贵，加工地点受限等弊端，不能有效用于实验室的基础研究。此外，单独考究钻孔时的受力或热现象，无法综合全面考究加工参数对复合材料板钻削的影响。

因此，为解决上述问题，确有必要提供一种创新的快速搭建复合材料板材制孔平台实现力热现象表征的方法，以克服现有技术中的所述缺陷。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种快速搭建复合材料板材制孔平台实现力热现象表征的方法，其能满足复合材料板材钻孔加工试验需求，以促进复合材料板材加工性能的研究。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：快速搭建复合材料板材制孔平台实现力热现象表征的方法，其采用一种复合材料板材钻削及表征装置，该装置包括电主轴，钻头，电主轴夹具，滚珠丝杠直线导轨滑台模组，滑块，步进电机，底板，L型夹具，盖板，夹具Ⅰ，夹具Ⅱ，测力传感器，红外热成像仪以及热电偶；其中，所述滚珠丝杠直线导轨滑台模组一侧安装所述步进电机，并由步进电机驱动；所述滑块和滚珠丝杠直线导轨滑台模组配合，并由滚珠丝杠直线导轨滑台模组驱动；

所述装置对复合材料板材制孔及力热现象表征包括如下步骤：

(1)，将滚珠丝杠直线导轨滑台模组底面与底板连接固定；

(2)，将钻头安装于电主轴上，并将电主轴移到电主轴夹具合适位置，拧紧螺栓实现夹持，电主轴夹具与夹具Ⅰ连接固定于滑块上；

(3)，将测力传感器下表面螺纹孔与夹具Ⅱ螺栓连接，固定于底板上，其上表面螺纹孔与夹持试样的L型夹具连接固定，测力传感器连接电脑传输测力数据；

(4)，确定复合材料板材钻孔位置，调整试样距离，上下盖板与L型夹具对应，同时拧紧左右螺栓进行夹持，使复合材料板与水平桌面保持竖直；

(5)，将红外热成像仪置于钻孔轴向进给方向的一端，或复合材料板侧，连接电脑传输温度数据；

(6)，制孔周围埋设的热电偶丝同时收集温度数据。

本发明的快速搭建复合材料板材制孔平台实现力热现象表征的方法进一步为：所述L型夹具的中心留出用于观察复合材料板钻孔现象的矩形窗口。