一种用于超声波振动强化碳纤维板与金属板胶接的夹具制造技术

技术编号:14446750 阅读:49 留言:0更新日期:2017-01-15 15:08
本发明专利技术公开了一种用于超声波振动强化碳纤维板与金属板胶接的夹具,包括主平台和辅平台,主平台与辅平台相邻设置,主平台的台面高于辅平台的台面,主平台上设有超声波振动工具头,辅平台上设有垫块,辅平台和垫块之间设有升降机构,通过升降机构可调节垫块的高度,主平台和辅平台上均横向设有凹槽,凹槽上均设有夹爪,夹爪可沿凹槽移动,在进行碳纤维板与金属板胶接工作时,碳纤维板通过夹爪固定于主平台上,金属板通过夹爪固定于辅平台的垫块上。满足不同长度、宽度的碳纤维板和金属板以及不同胶层厚度的要求,降低了制造成本,缩短了生产周期,所述的夹具结构简单、实用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合材料粘接
,具体涉及一种用于超声波振动强化碳纤维板与金属板胶接的夹具
技术介绍
复合材料与金属构件之间的连接装配,通常有三种方法:机械连接、胶接和混合连接。复合材料的机械连接指通过螺栓螺钉、销钉和铆钉等将不同的结构件连接成整体的一种连接方法。复合材料的胶接是指通过胶粘剂将几种不同的零部件连成一个不可分割的整体。复合材料的混合连接是通过釆用胶接与机械连接相结合的方式,将两个或多个不同的构件连接装配在一起,要求从工艺技术上严格保证两者同时承受载荷以及变形一致。胶接连接的优点是:(1)不需要预钻孔;(2)机械强度较高,抗疲劳性、绝缘性及密封性较好;(3)可以提高连接效率、减少零部件数量、减轻结构整体重量;(4)适用于异质异形、壁薄、结构复杂的零构件,不易产生变形;(5)胶接表面光滑、工艺简单、节约时间与能源,经济效益较好;(6)对金属有防腐保护作用。胶接是一种比较常见、实用效果好的连接装配方法,广泛应用在复合材料零部件的连接装配中,有时能够解决关键性的生产工艺技术。而平面搭接是常见且应用广泛的复合材料/金属胶接形式。超声波振动辅助成型成为近年来材料加工成型研究的活跃方向。目前国内外开展的研究工作表明了超声波振动在液相中产生的空化和声流效应可以实现诱导填缝和固/液界面增润等作用。专利技术专利《超声波振动辅助碳纤维板悬架横臂胶连接工艺及装置》(授权公告号:CN104479569B)将超声波振动应用到赛车碳纤维板复合材料悬架横臂(管状碳纤维板复合材料的胶接研究)胶接工艺中,可以很好地改善碳纤维悬架在胶连接时出现粘接强度波动性大、差异性(不同试件)显著的问题,重复试验的数据结果验证了本专利技术的粘接工艺可改善碳纤维悬架粘接强度差异性(不同横臂粘接强度的方差)达54%左右。无论是在实际生产工艺,还在在科学研究实验中,碳纤维复合材料的胶接工艺对胶接件的定位、胶层厚度等尺寸参数的要求都很高,而这些需要通过高精度夹具来实现。为了夹具的制造精度,生产中要求使用专用的高精度设备,如数控磨床、三坐标测量仪、数控镗床等,这些设备的价格昂贵,且大多数企业不具备这种生产条件。高精度的夹具生产设备造成夹具的价格很高。因此,高精度碳纤维复合材料胶接夹具制约着碳纤维产品的实际生产以及科研实验。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是,针对现有技术存在的上述缺陷,提供了一种用于超声波振动强化碳纤维板与金属板胶接的夹具,满足不同长度、宽度的碳纤维板和金属板以及不同胶层厚度的要求,降低了制造成本,缩短了生产周期,所述的夹具结构简单、实用。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种用于超声波振动强化碳纤维板与金属板胶接的夹具,包括主平台和辅平台,主平台与辅平台相邻设置,主平台的台面高于辅平台的台面,主平台上设有超声波振动工具头,辅平台上设有垫块,辅平台和垫块之间设有升降机构,通过升降机构可调节垫块的高度,主平台和辅平台上均横向设有凹槽,凹槽上均设有夹爪,夹爪可沿凹槽移动,在进行碳纤维板与金属板胶接工作时,碳纤维板通过夹爪固定于主平台上,金属板通过夹爪固定于辅平台的垫块上。按照上述技术方案,所述的凹槽为腰圆长孔,夹具上设有普通螺栓,通过普通螺栓和腰圆长孔的配合,将夹具锁紧固定。按照上述技术方案,所述的夹爪包括两个相对设置的限位块,限位块可从碳纤维板或金属板的两侧进行夹紧,限位块可沿凹槽移动,限位块通过普通螺栓锁紧固定于凹槽上。按照上述技术方案,辅平台上的两个限位块的上端之间连接有固定块,固定块的两端通过螺栓与限位块连接固定,固定块的下端与金属板压紧接触。按照上述技术方案,所述的固定块为T形。按照上述技术方案,所述的升降机构包括多个长螺栓,辅平台上设有多个螺纹孔,长螺栓从辅平台上相应的螺纹孔穿出顶住垫块的底部,通过旋拧长螺栓调节垫块与辅平台台面之间的距离。本专利技术具有以下有益效果:通过主平台和辅平台上的夹爪满足不同宽度、不同长度的碳纤维板和金属板固定,通过夹爪和凹槽的配合调节碳纤维板和金属板的横向和纵向的位置,通过垫板和升降机构调节碳纤维板和金属板之间的相对高度,实现胶接时胶层厚度、胶接长度、胶接宽度的连续变化,满足不同胶层厚度、胶接长度、胶接宽度,同时通过固定块、限位块和凹槽的结构件的位置调整,实现碳纤维板和金属板胶接所需的高精度尺寸,极大地降低了夹具各部件加工精度的要求,降低了制造成本,缩短了生产周期,所述的夹具结构简单、实用,对制造夹具的设备要求低,进一步降低了所述夹具的制造成本。附图说明图1是本专利技术实施例中用于超声波振动强化碳纤维板与金属板胶接的夹具的结构示意图;图2是本专利技术实施例中用于超声波振动强化碳纤维板与金属板胶接的夹具的爆炸示意图;图3是本专利技术实施例中用于超声波振动强化碳纤维板与金属板胶接的夹具的剖视图;图中,1-超声波振动工具头,2-第一限位块,3-碳纤维板,4-第一凹槽,5-主平台,6-第二限位块,7-金属板,8-垫块,9-长螺栓,10-辅平台,11-第二凹槽,12-螺纹孔,13-第三限位块,14-第一固定块,15-螺母,16-普通螺栓,17-第四限位块,18-第二固定块。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。参照图1~图3所示,本专利技术提供的一个实施例中的用于超声波振动强化碳纤维板与金属板胶接的夹具,包括主平台5和辅平台10,主平台5与辅平台10相邻设置,主平台5的台面高于辅平台10的台面,主平台5上设有超声波振动工具头1,辅平台10上设有垫块8,辅平台10和垫块8之间设有升降机构,通过升降机构可调节垫块8的高度,垫块8沿主平台5和辅平台10的交接线设置,主平台5和辅平台10上均横向设有凹槽,凹槽上均设有夹爪,夹爪可沿凹槽移动;在进行碳纤维板3与金属板7胶接工作时,碳纤维板3设置于主平台5上,金属板7设置于辅平台10的垫块8上,将碳纤维板3和金属板7调节到相应的对接位置,通过主平台5和辅平台10上的夹爪锁紧固定,再通过超声波振动工具头1沿碳纤维板3和金属板7的对接处进行胶接,通过主平台5和辅平台10上的夹爪满足不同宽度、不同长度的碳纤维板3和金属板7固定,通过夹爪和凹槽的配合调节碳纤维板3和金属板7的横向和纵向的位置,通过垫板和升降机构调节碳纤维板3和金属板7之间的相对高度,实现胶接时胶层厚度、胶接长度、胶接宽度的连续变化,满足不同胶层厚度、胶接长度、胶接宽度,通过固定块、限位块和凹槽的结构件的位置调整,实现碳纤维板3和金属板7胶接所需的高精度尺寸,极大地降低了夹具各部件加工精度的要求,降低了制造成本,缩短了生产周期,所述的夹具结构简单、实用,对制造夹具的设备要求低,进一步降低了所述夹具的制造成本。进一步地,主平台5上设有第一凹槽4,辅平台10上设有第二凹槽11。进一步地,第一凹槽4和第二凹槽11均为腰圆长孔,夹具上设有普通螺栓16,通过普通螺栓16和腰圆长孔的配合,将夹具锁紧固定。进一步地,主平台5上的夹爪包括第一限位块2和第二限位块6,第一限位块2和第二限位块6相对设置,第一限位块2和第二限位块6可沿第一凹槽4移动,第一限位块2和第二限位块6通过普通螺栓16锁紧固定于第一凹槽4上。进一步地,辅平台10上的夹爪包括第三限位块13和第四限位块17,第三限位块13和第四限位块17相对设本文档来自技高网
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一种用于超声波振动强化碳纤维板与金属板胶接的夹具

【技术保护点】
一种用于超声波振动强化碳纤维板与金属板胶接的夹具,其特征在于,包括主平台和辅平台,主平台与辅平台相邻设置,主平台的台面高于辅平台的台面,主平台上设有超声波振动工具头,辅平台上设有垫块,辅平台和垫块之间设有升降机构,通过升降机构可调节垫块的高度,主平台和辅平台上均横向设有凹槽,凹槽上均设有夹爪,夹爪可沿凹槽移动,在进行碳纤维板与金属板胶接工作时,碳纤维板通过夹爪固定于主平台上,金属板通过夹爪固定于辅平台的垫块上。

【技术特征摘要】
1.一种用于超声波振动强化碳纤维板与金属板胶接的夹具,其特征在于,包括主平台和辅平台,主平台与辅平台相邻设置,主平台的台面高于辅平台的台面,主平台上设有超声波振动工具头,辅平台上设有垫块,辅平台和垫块之间设有升降机构,通过升降机构可调节垫块的高度,主平台和辅平台上均横向设有凹槽,凹槽上均设有夹爪,夹爪可沿凹槽移动,在进行碳纤维板与金属板胶接工作时,碳纤维板通过夹爪固定于主平台上,金属板通过夹爪固定于辅平台的垫块上。2.根据权利要求1所述的用于超声波振动强化碳纤维板与金属板胶接的夹具,其特征在于,所述的凹槽为腰圆长孔,夹具上设有普通螺栓,通过普通螺栓和腰圆长孔的配合,将夹具锁紧固定。3.根据权利要求1所述的用于超声波振动强化碳纤维板与金属板胶接的夹具,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:王辉郝旭飞
申请(专利权)人:武汉理工大学
类型:发明
国别省市:湖北;42

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