一种碳纤维超声振动辅助切削系统技术方案

本发明专利技术公开了一种碳纤维超声振动辅助切削系统，属于碳纤维复合材料高效精密加工领域。系统包括工件夹具、碳纤维工件、超声波发生器、三角刀片、超声变幅杆、以及夹持变幅杆的刀头夹具；三角刀片紧定在超声变幅杆上，刀头夹具装夹在数控车床的刀架或测力仪上；超声波发生器通过设置电压、电流和振动频率触发超声变幅杆振动，使三角刀片产生垂直于底面方向的振动，刀头夹具进给时，三角刀片和夹持在工件夹具上的碳纤维工件发生作用，完成超声振动车削。本发明专利技术能够有效改善复合材料的加工质量和表面精度，系统结构简单且便于安装使用。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维超声振动辅助切削系统
本专利技术属于碳纤维复合材料高效精密加工领域，具体涉及一种复合材料超声振动切削系统。
技术介绍
复合材料是由增强体和基体构成的非均质材料，其增强体和基体的导热性、热膨胀系数等物理性能和力学性能均有很大的差别，且复合材料的硬度高、强度大、各向异性、导热性差、并且无法进行液体冷却，属于典型的难加工材料，难以分析其加工过程。但由于复合材料具有质量轻、强度高、弹性优良、耐化学腐蚀性好等特点，在航空航天领域具有广泛的应用，在实际需求中为减轻零部件质量通常使用的是薄壁结构零件，其构件结构复杂、刚度差、加工精度要求高，若使用传统的碳纤维增强复合材料加工过程中易产生分层、撕裂、毛刺、拉丝、崩块等缺陷，导致工件加工表面粗糙度较大，尺寸控制比较困难，甚至工件报废；并且在加工时伴随着纤维的断裂与工件的变形，难以获得理想的加工精度和表面质量。因此，如何进行高精密、高效率、低刀具磨损、高质量、低成本地加工复合材料已经成为一个迫切需要解决的问题。北京材料工艺研究所的胡宝刚等人进行碳纤维复合材料的切削试验研究后指出刀具是影响碳纤维复合材料后加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维超声振动辅助切削系统，其特征在于，系统包括工件夹具、碳纤维工件、超声波发生器、超声波换能器、三角刀片、超声变幅杆、以及夹持变幅杆的刀头夹具；所述三角刀片紧定在超声变幅杆上，刀头夹具装夹在机床的刀架或测力仪上；/n所述超声波发生器通过设置电压、电流和振动频率触发设置于超声变幅杆内部的换能器工作，超声变幅杆带动三角刀片产生垂直于底面方向的振动，刀头夹具进给时，三角刀片和夹持在工件夹具上的碳纤维工件发生作用，完成超声振动车削。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维超声振动辅助切削系统，其特征在于，系统包括工件夹具、碳纤维工件、超声波发生器、超声波换能器、三角刀片、超声变幅杆、以及夹持变幅杆的刀头夹具；所述三角刀片紧定在超声变幅杆上，刀头夹具装夹在机床的刀架或测力仪上；
所述超声波发生器通过设置电压、电流和振动频率触发设置于超声变幅杆内部的换能器工作，超声变幅杆带动三角刀片产生垂直于底面方向的振动，刀头夹具进给时，三角刀片和夹持在工件夹具上的碳纤维工件发生作用，完成超声振动车削。


2.如权利要求1所述的碳纤维超声振动辅助切削系统，其特征在于，所述的超声波换能器包裹于直径60mm的超声波变幅杆内。


3.如权利要求2所述的碳纤维超声振动辅助切削系统，其特征在于，所述的碳纤维工件采用烧结而成的碳纤维复合材料。


4.如权利要求3所述的碳纤维超声振动辅助切削系统，其特征在于，作为进一步优选的，所述的三角刀片边长为10mm，其材料为硬质合金，中心开有直径为4mm的通孔以便于使用螺钉将其紧定于变幅杆上。


5.如权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：解漪妍，周恺，陈俊，金勇，张小明，邓志豪，聂广超，
申请(专利权)人：北京动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11