本发明专利技术属于机械设备技术领域，公开了加工复合材料试片的设备、加工控制方法及实验装置。所述设备的X轴手摇柄安装在X方向运动滑轨前端，X方向运动滑轨安装在工作台左上台面，并与固定试片夹持结构的框架滑动螺纹连接，用于调整固定试片夹持结构的框架在金刚砂轮在X方向上运动；Y方向运行结构的Y轴导轨丝杠通过螺纹旋转结构与固定试片夹持结构连接，用于调整固定试片夹持结构的框架在金刚砂轮在Y方向上运动；试片夹持结构的Z方向连接有Z方向运行机构，用于调整试片夹持结构相对于金刚砂轮在Z方向上运动；Z方向运行机构的进给量在百分表上进行显示。本发明专利技术设备一次性投入低：通过采购通用零部件组装，设备制造成本低廉。设备制造成本低廉。设备制造成本低廉。
【技术实现步骤摘要】
加工复合材料试片的设备、加工控制方法及实验装置
[0001]本专利技术属于机械设备
，尤其涉及加工复合材料试片的设备、加工控制方法及实验装置。
技术介绍
[0002]复合材料用于其强度大，密度低的特点，在飞机上已经越来越多的得到使用。复合材料在用于正式零件生产之前需要做大量的试验，包括材料选型、许用值试验，材料的入厂复验，随炉试片检验。这些试验需要大量的试片，试片加工的精度要求较高，特别是垂直度、平行度和粗糙度要求。在试片加工过程中，不能产生过多的热量，破坏试片材料的内部特性。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：（1）数控机床加工，虽然精度可以满足要求，但是投入大，生产效率不高；工件小装夹费时，而且刀具成本过高，工件截面粗糙度不能满足要求，需要手工轻微打磨。
[0004]（2）锯床加工，精度要求不高的能达到要求，但是平行度垂直度要求在0.02mm之内的无法满足；（3）带锯床加工，精度可以满足要求，但生产效率低下，并且工件截面粗糙度需要二次手工轻微打磨才能满足。
[0005]（4）平面磨床加工，生产效率高，但需要数次装夹，平行度垂直度合格率低。
技术实现思路
[0006]为克服相关技术中存在的问题，本专利技术公开实施例提供了加工复合材料试片的设备、加工控制方法及实验装置。
[0007]所述技术方案如下：一种加工复合材料试片的设备，设置有X轴手摇柄；所述X轴手摇柄安装在X方向运动滑轨前端，所述X方向运动滑轨安装在工作台左上台面，并与固定试片夹持结构的框架滑动螺纹连接，用于调整固定试片夹持结构的框架在金刚砂轮在X方向上运动；Y方向运行结构的Y轴导轨丝杠通过螺纹旋转结构与固定试片夹持结构连接，用于调整固定试片夹持结构的框架在金刚砂轮在Y方向上运动；试片夹持结构的Z方向连接有Z方向运行机构，用于调整试片夹持结构相对于金刚砂轮在Z方向上运动；Z方向运行机构的进给量在百分表上进行显示。
[0008]在一个实施例中，Y轴导轨丝杠的首端通过连接套与伺服电机相连接，所述伺服电机安装在Y方向运行结构的Y方向运行支架上；伺服电机用于为Y轴导轨丝杠的进退提供动力。
[0009]在一个实施例中，所述伺服电机通过信号线和Y轴运行开关与Y轴设置面板连接；Y轴设置面板用于针对不同厚度、不同长度的试片本体，设定Y轴导轨丝杠运行长度和运行速度。
[0010]在一个实施例中，所述工作台上表面还开设有砂轮检修更换口，用于检修金刚砂轮。
[0011]在一个实施例中，所述Z方向运行机构的上方安装有Z轴手摇柄；所述试片夹持结构的左侧固定有用于阻止试片本体偏移的试片固定挡板；试片固定挡板的一侧紧靠有试片本体；试片本体的外表面按压有试片装夹压板；伺服电机的上方安装有照明灯。
[0012]在一个实施例中，所述工作台内部结构包括控制面板、急停开关、主轴电机、传送机构、配电箱、冷却水槽、控制箱；金刚砂轮在工作台面上突出一距离，砂轮电机通过传送机构连接传动轴；金刚砂轮）安装在传动轴上。
[0013]急停开关通过信号线连接控制面板，控制面板通过信号线连接主轴电机，主轴电机安装在工作台内部，并通过信号线分别连接配电箱、控制箱。
[0014]本专利技术的另一目的在于提供一种加工复合材料试片的设备的加工控制方法，包括：金刚砂轮固定于工作台，试片本体连同试片夹持结构一同在Y轴上往复运动；通过X轴手摇柄和Z方向运行机构调节试片本体与金刚砂轮的接触面和进给量，进行试片本体全方位研磨。
[0015]在一个实施例中，试片本体加工范围：20mm
×
20mm
×
0.2mm
‑
200mm
×
200mm
×
15mm。
[0016]本专利技术的另一目的在于提供一种飞机复合材料用试片加工实验装置，搭载所述的加工复合材料试片的设备。
[0017]本专利技术的另一目的在于提供一种精密化工设备用复合材料试片加工实验装置，搭载所述的加工复合材料试片的设备。
[0018]结合上述的所有技术方案，本专利技术所具备的优点及积极效果为：第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本专利技术的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本专利技术技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果，具体描述如下：本能专利技术的设备成本低，加工效率高，成本低，加工试片本体精度在一次合格率上有质的提升。本专利技术通过设备各部件之间的配合，已达到即满足精度要求，效率高，又设备一次性投入少的目的。设备外形尺寸的长
×
宽
×
高为：900mm
×
600mm
×
800mm，加工范围：20mm
×
20mm
×
0.2mm(厚度)
‑
200mm
×
200mm
×
15mm（厚度），能够满足行业内试片本体加工尺寸要求。
[0019]第二、把技术方案看作一个整体或者从产品的角度，本专利技术所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：（1）本专利技术精度有保证：可以满足试片本体加工的精度要求，100mm
×
150mm
×
5mm（厚度）可达到0.01mm，金刚石砂轮可以减小磨损。
[0020]（2）操作简单，通用性好：通过挡板定位，手工装夹，使用方便。通过改变试片本体压板位置和设置Y轴往复运行长度可以满足不同尺寸试片本体的加工要求。Y轴装有伺服电机，可以通过滚珠丝杠和直线导轨的组合传动自动运行，设备正前方有Y轴运行控制面板，针对不同厚度不同长度的试片本体，可以对运行长度和运行速度做出调整。
[0021]（3）本专利技术设备一次性投入低：通过采购通用零部件组装，设备制造成本低廉。
[0022]第三、作为本专利技术的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：（1）目前国内各类飞机型号中，复合材料应用占比在20%
‑
60%之间，按研制进展需
求，每年各类材料许用值试片本体及材料性能检测试片本体不低于百万级。本专利技术专利单片试片本体加工提效约20%，技术经济效益明显。
[0023]（2）本专利技术对高精度试片本体加工技术的研发和突破，将为我国航空复合材料方向奠定技术基础，为我国航空航天事业的发展作出新的贡献。
[0024]（3）本专利技术在各型号国产军用及民用飞机迅猛发展的当今时代，国内碳纤维复合材料的应用比例也随之迅速增加。在型号选材阶段及结构和强度设计阶段，需加工制造大量的许用值试片本体和材料检测试片本体矩阵，以验证材料性能。以往加工方式采用数控机床或带锯等方式，无论设备和加工制造成本，还是加工质量及效率都无法满足现有需求。本设备在成本控制水平及加工质效方面，提升幅度很大，解决了大量试片本体高精度、高效率的加工需求。
附图说明
[0025]此处的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种加工复合材料试片的设备，其特征在于，所述加工复合材料试片的设备设置有X轴手摇柄（2）和Y方向运行结构（5）；所述X轴手摇柄（2）安装在X方向运动滑轨（3）前端，所述X方向运动滑轨（3）安装在工作台（4）左上台面，并与固定试片夹持结构（6）的框架滑动螺纹连接；所述X方向运动滑轨（3）用于调整固定试片夹持结构（6）的框架在金刚砂轮（10）在X方向上运动；Y方向运行结构（5）的Y轴导轨丝杠（5
‑
2）通过螺纹旋转结构与固定试片夹持结构（6）连接，用于调整固定试片夹持结构（6）的框架在金刚砂轮（10）在Y方向上运动；试片夹持结构（6）的Z方向连接有Z方向运行机构（7），用于调整试片夹持结构（6）相对于金刚砂轮（10）在Z方向上运动。2.根据权利要求1所述的加工复合材料试片的设备，其特征在于，所述Y轴导轨丝杠（5
‑
2）的首端通过连接套与伺服电机（9）相连接，所述伺服电机（9）安装在Y方向运行结构（5）的Y方向运行支架（5
‑
1）上，所述伺服电机（9）用于为Y轴导轨丝杠（5
‑
2）的进退提供动力。3.根据权利要求2所述的加工复合材料试片的设备，其特征在于，所述伺服电机（9）通过信号线将Y轴运行开关（12）与Y轴设置面板（11）连接；Y轴设置面板（11）用于针对不同厚度、不同长度的试片本体（23），设定Y轴导轨丝杠（5
‑
2）运行长度和运行速度。4.根据权利要求1所述的加工复合材料试片的设备，其特征在于，所述工作台（4）上表面还开设有砂轮检修更换口（20），用于检修金刚砂轮（10）。5.根据权利要求1所述的加工复合材料试片的设备，其特征在于，所述Z方向运行机构（7）的上方安装有Z轴手摇柄（21）；所述试片夹持结构（6）的左侧固定有用于阻...
【专利技术属性】
技术研发人员：王立军，张海杰，
申请(专利权)人：沈阳西子航空产业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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