一种超大长径比复合材料包壳内孔的珩磨装置及珩磨方法制造方法及图纸

一种超大长径比复合材料包壳内孔的珩磨装置及珩磨方法，属于复合材料加工技术领域。本发明专利技术是为了解决现有的加工装置及加工方法无法满足超大长径比的复合材料包壳内孔高精度、低损伤的加工要求的问题。本发明专利技术包括数控平台、高频往复运动发生器、阶梯尺度磨具组和工件装夹平台；所述的高频往复运动发生器与工件装夹平台同轴安装在数控平台上并可相对运动，所述的阶梯尺度磨具组安装在高频往复运动发生器上并可实现轴向的高频往复运动；复合材料包壳安装在工件装夹平台上并可以自身的中轴线为轴转动，所述的阶梯尺度磨具组对复合材料包壳的内孔进行扩孔加工。本发明专利技术主要用于超大长径比复合材料包壳内孔的加工。大长径比复合材料包壳内孔的加工。大长径比复合材料包壳内孔的加工。

【技术实现步骤摘要】
一种超大长径比复合材料包壳内孔的珩磨装置及珩磨方法


[0001]本专利技术属于复合材料加工
，尤其涉及一种超大长径比复合材料包壳内孔的珩磨装置及珩磨方法。

技术介绍

[0002]由于复合材料具有良好的物理化学性能，被广泛的应用到军工，核能以及航天领域，复合材料包壳是核反应堆堆芯的关键结构材料，是核反应发生的容器，因此其加工要求极其严格。由于复合材料包壳为三层的管状结构，每一层壁厚很薄，其内径约为7.5～8.5mm，外径9.5～12mm，长大约1～4m，成品壁厚要求仅为1mm左右，具有超大长径比1:500的特点；再加上其具有高硬度及脆性特性，采用钻削、拉削和普通磨削这种传统的内孔加工工艺很容易导致其损伤，且无法针对这种超大长径比的内孔进行加工，因此传统的内孔加工工艺无法满足超大长径比的复合材料包壳内孔高精度、低损伤的加工要求，该零件的加工也成为限制我国能源发展的痛点。
[0003]目前针对薄壁或者硬脆材料的加工，中国专利申请号201711379419.2已经提到一种关于玻璃管这类高硬度、高脆性材料的加工，但是其对复合材料包壳这类长径本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超大长径比复合材料包壳内孔的珩磨装置，其特征在于：它包括数控平台(1)、高频往复运动发生器(A)、阶梯尺度磨具组(4)和工件装夹平台(7)；所述的高频往复运动发生器(A)与工件装夹平台(7)同轴安装在数控平台(1)上并可相对运动，所述的阶梯尺度磨具组(4)安装在高频往复运动发生器(A)上并可实现轴向的高频往复运动；复合材料包壳(10)安装在工件装夹平台(7)上并可以自身的中轴线为轴转动，所述的阶梯尺度磨具组(4)对复合材料包壳(10)的内孔进行扩孔加工。2.根据权利要求1所述的一种超大长径比复合材料包壳内孔的珩磨装置，其特征在于：所述数控平台(1)的上端设置有滑轨(1
‑
1)，高频往复运动发生器(A)安装在滑轨(1
‑
1)的端部，所述的工件装夹平台(7)安装在数控平台(1)的滑轨(1
‑
1)上，所述数控平台(1)的一侧设置有驱动组件(1
‑
2)，所述的驱动组件(1
‑
2)用于驱动工件装夹平台(7)的轴向进给。3.根据权利要求2所述的一种超大长径比复合材料包壳内孔的珩磨装置，其特征在于：所述的高频往复运动发生器(A)包括超声发生器(2)、超声换能器(3)、超声传导线(5)和张紧机构(8)；所述的超声发生器(2)与张紧机构(8)分别安装在数控平台(1)上滑轨(1
‑
1)的两端，并处于工件装夹平台(7)的两侧；所述的超声换能器(3)安装在超声发生器(2)的超生发生端，所述超声传导线(5)的一端安装在超声换能器(3)的驱动端，超声传导线(5)的另一端穿过安装在工件装夹平台(7)的复合材料包壳(10)的内孔，并安装在张紧机构(8)的张紧端，实现超声传导线(5)的张紧；所述的阶梯尺度磨具组(4)套装在超声传导线(5)上。4.根据权利要求3所述的一种超大长径比复合材料包壳内孔的珩磨装置，其特征在于：所述的工件装夹平台(7)包括移动平台(7
‑
1)、两个夹持机构(7
‑
2)、工件夹具(7
‑
3)和两个旋转平台(7
‑
5)；所述移动平台(7
‑
1)的下表面设有与滑轨(1
‑
1)相配合的滑槽，所述的两个旋转平台(7
‑
5)相对安装在移动平台(7
‑
1)上，每个旋转平台(7
‑
5)上设置有一个夹持机构(7
‑
2)，且两个夹持机构(7
‑
2)相对设置，所述的旋转平台(7
‑
5)可以驱动夹持机构(7
‑
2)的自旋；所述的工件夹具(7
‑
3)为圆筒状结构，工件夹具(7
‑
3)的侧壁上开有若干个并排设置的注入孔(7
‑3‑
1)；所述的工件夹具(7
‑
3)轴向插在两个旋转平台(7
‑
5)和两个夹持机构(7
‑
2)上，且工件夹具(7
‑
3)的两端分别伸出两个旋转平台(7
‑
5)的端部，两个夹持机构(7
‑
2)对工件夹具(7
‑
3)进行装夹定位；所述的复合材料包壳(10)插在工件夹具(7
‑
3)内，复合材料包壳(10)的两端分别伸出工件夹具(7
‑
3)的两端端面，且复合材料包壳(10)与工件夹具(7
‑
3)之间形成环形空腔，通过注入孔(7
‑3‑
1)向工件夹具(7
‑
3)和复合材料包壳(10)之间的环形空腔填充低熔点填充物(9)并固化。5.根据权利要求4所述的一种超大长径比复合材料包壳内孔的珩磨装置，其特征在于：所述的珩磨装置还包括两组光电传感器组(6)，其中一组光电传感器组(6)安装在超声传导线(5)的正上方，用于确定超声传导线(5)的位置，另一组光电传感器组(6)安装在工件夹具(7
‑
3)的侧方，用于确定复合材料包壳(10)与工件夹具(7
‑
3)的位置。6.根据权利要求5所述的一种超大长径比复合材料包壳内孔的珩磨装置，其特征在于：所述的阶梯尺度磨具组(4)包括粗加工磨头组、半精加工磨头组和精加工磨头组；所述的粗加工磨头组、半精加工磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：林彬，周京国，隋天一，付俊帆，赵鹏程，董宝昆，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：