一種復合材料磨削切邊裝置制造方法及圖紙

一種復合材料磨削切邊裝置，它是由它是殼體連接部分、殼體部分、動力輸入部分、運動變換部分和工具部分組成，其中殼體連接部分位于裝置最頂端，殼體部分通過殼體連接部分與機床主軸外殼連接；動力輸入部分位于機床主軸與殼體上端蓋之間；運動變換部分的三根傳動軸通過軸承安裝于殼體部分中，其輸入齒輪軸與動力輸入部分通過聯(lián)軸節(jié)相連，其兩根輸出齒輪軸的輸出端用于與工具部分連接并驅(qū)動兩個工具做大小相等方向相反的旋轉(zhuǎn)運動；工具部分位于殼體下方，并通過一組壓緊螺母固定在運動變換部分的兩根輸出齒輪軸上。本發(fā)明專利技術可與數(shù)控機床直聯(lián)，結構輕巧緊湊，切割磨片同步等速旋轉(zhuǎn)，能對碳纖維增強復合材料上下表面進行精準輪廓切割。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及一種復合材料磨削切邊裝置，該裝置將磨削的方式應用于復合材料形 狀切割，通過所述切邊裝置將機床電主軸動力傳遞至工具部分實現(xiàn)對碳纖維增強復合材料 高效、高質(zhì)量磨削切邊的方法及裝置。屬于復合材料加工

技術介紹
碳纖維復合材料特別是高性能耐高溫碳纖維復合材料以其優(yōu)良的性能、結構可設 計性、減重、長壽命等越來越廣泛地應用于航空領域。但是以目前流行和常規(guī)的制造工藝 真空袋-熱壓罐法、液體成型法等所生產(chǎn)的零件都存在邊緣效應，必須進行周邊的外形加工。復合材料的加工是目前復材零件應用過程中成本較高、周期較長、風險較大的工 序之一,加工成本占總成本的10%以上，風險系數(shù)卻占15%左右。由于國內(nèi)的復合材料產(chǎn)業(yè) 鏈構建還存在很大的缺失，配套的加工技術也未成氣候，投入到復合材料加工技術研究的 人力物力也不夠，與國外先進的機械切削加工技術研究有比較大差距。從當前的技術研究來看，復合材料加工集中在三個方面機械切削加工、高壓水切 割加工、手工磨削加工。其中水切割加工精度不如機械加工，而且受到零件尺寸和結構開敞 性、可加工性的限制，應用范圍不如機械加工；而手工加工精度最低，重復性最低，質(zhì)量可 靠性差，對操作人員的技能要求高，人員培訓的投入較大，再加上勞動者保護和環(huán)境保護方 面的要求，成本也在不斷上升，在先進的復合材料零件加工方面，基本上不推薦使用手工加 工。復合材料的切削過程與金屬的切削大不相同，其切削刃產(chǎn)生切屑并非像大多數(shù)金 屬那樣通過剪切而生成，而是通過折斷以去除多余的復合材料。加工復合材料的一般原則 是，采用有足夠間隙的超鋒利切削刃，在獲得光潔的切削效果的同時將刀具與工件間的摩 擦降到最低。由于切削刃槽型的細微變化都會迅速導致過量切削熱的產(chǎn)生進而發(fā)生切削刃 崩裂，因此必須將刀具磨損降到最低。切削刀具需要輕快地進行切削，產(chǎn)生最小的推力，因 而需要各種刀具槽型來配合不同復合材料的不同加工特性。由于金剛石和硬質(zhì)合金都能經(jīng) 得起各種碳纖維層壓板復合材料的磨損，經(jīng)過特別改制的聚晶人造金剛石(P⑶)焊接刀尖 或金剛石涂層刀尖具有最長的刀具壽命，但是成本相當高，通常在實際生產(chǎn)中還是采用硬 質(zhì)合金刀具。但是不論是金剛石刀具還是硬質(zhì)合金刀具，其加工斷面都存在分層缺陷。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的是提供一種復合材料磨削切邊裝置，該裝置利用齒輪傳遞動力的運 動變換部分將磨削的方式應用于復合材料形狀切割，通過所述切邊機構將機床電主軸動力 傳遞至等速金剛石磨片構成的工具部分實現(xiàn)對碳纖維增強復合材料高效、高質(zhì)量磨削切邊 的方法及裝置。本專利技術采用的技術方案的特征包括一種復合材料磨削切邊裝置，它是由殼體連接部分、殼體部分、動力輸入部分、運動變換部分和工具部分組成。它們之間的位置連接及 結構關系是其中殼體連接部分位于整個裝置最頂端，殼體部分通過殼體連接部分與機床 主軸外殼或與機床主軸外殼保持相對靜止的其它構件連接，安裝在機床主軸軸端；動力輸 入部分位于機床主軸與殼體部分上端蓋之間，兩端分別與機床主軸刀柄和運動變換部分一 級主動齒輪軸連接；運動變換部分的三根傳動軸通過軸承安裝于殼體部分中，其輸入齒輪 軸的輸入端與動力輸入部分通過聯(lián)軸節(jié)和其它類似方式相連，其兩根輸出齒輪軸的輸出端 用于與工具部分連接并驅(qū)動工具部分的兩個工具做大小相等方向相反的旋轉(zhuǎn)運動；工具部 分位于殼體部分下方，并通過一組壓緊螺母固定在運動變換部分的兩根輸出齒輪軸上。所述殼體連接部分由固定法蘭和連接在箱體上端蓋上的防轉(zhuǎn)法蘭組成，固定法蘭 位于防轉(zhuǎn)法蘭上方；該固定法蘭為圓環(huán)狀類零件，可通過調(diào)整位于其上的四個螺母使整個 殼體連接部分定心；該防轉(zhuǎn)法蘭是是兩端法蘭面平行的回轉(zhuǎn)套筒類零件，通過上端面法蘭 與固定法蘭連接，可以防止殼體部分受力后轉(zhuǎn)動；所述運動變換部分是由輸入齒輪軸、第一輸出齒輪軸、第二輸出齒輪軸、深溝球軸 承-深溝球軸承組、深溝球軸承-背對背雙列角接觸球軸承組等件組成，它們之間的位置連 接及結構關系是輸入齒輪軸通過其上安裝的一級主動齒輪與第一輸出齒輪軸上部的一級 從動齒輪哨合。第一輸出齒輪軸下部的二級主動齒輪與第二輸出齒輪軸上的相同齒數(shù)的二 級從動齒輪嚙合；深溝球軸承-深溝球軸承組和深溝球軸承-背對背雙列角接觸球軸承組 分別安裝在上述三軸相應的軸頸位置。該輸入齒輪軸是普通臺階軸，其上裝有圓柱直齒輪 作為一級主動齒輪；該第一輸出齒輪軸是普通臺階軸，其上部裝有一級從動齒輪與一級主 動齒輪嚙合，其下部裝有二級主動齒輪與第二輸出齒輪軸上的相同齒數(shù)的二級從動齒輪嚙 合；該深溝球軸承-深溝球軸承組是標準市購件；該深溝球軸承-背對背雙列角接觸球軸 承組也是標準市購件；該運動變換部分是通過第一輸出齒輪軸將機床主軸動力從輸入齒輪 軸輸出并傳遞至第二輸出齒輪軸，第一輸出齒輪軸與第二輸出齒輪軸呈對稱布置，同時輸 出動力，并且第一輸出齒輪軸的二級主動齒輪和與之相哨合的第二輸出齒輪軸的二級從動 齒輪為等齒傳動，從而使兩輸出齒輪軸等速、反向旋轉(zhuǎn)。運動變換部分通過固定端背對背 雙列角接觸球軸承、熱伸長端深溝球軸承支撐方式安裝在殼體部分。殼體部分通過殼體連 接部分可靠安裝于固定法蘭上，輸入齒輪軸上端通過聯(lián)軸器緊固連接在機床主軸改裝刀柄 上。所述殼體部分是由下端蓋、內(nèi)包骨架油封、箱體下、箱體中、箱體上、基準傳遞法蘭 和上端蓋組成，它們之間的位置連接及結構關系是內(nèi)包骨架油封置于下端蓋圓孔內(nèi)，箱體 下、箱體中和箱體上通過連接件固連在一起，上端蓋與箱體上通過基準傳遞法蘭定心連接。 該下端蓋是中部設有通孔的圓盤狀零件；該內(nèi)包骨架油封是市購密封件；該箱體下是其上 設有兩個均布通孔及多個連接孔的矩形件；該箱體中是內(nèi)心部透空的凸形狀件；該箱體上 是心部設有三個均布通孔的矩形件；該基準傳遞法蘭是圓環(huán)狀類零件；該上端蓋是其中部 設有通孔及臺階的矩形件。各接合面之間均采用O型圈密封方式，伸出軸端均采用內(nèi)包骨 架油封密封方式，為高速齒輪機構和軸承提供了可靠的密封和潤滑方案，保證精密齒輪的 良好工作環(huán)境。所述工具部分，包括內(nèi)壓板、金剛石磨片、鎖緊螺母等件，均為市購及自制件。工具 部分的兩金剛石磨片同位安裝于第一輸出齒輪軸與第二輸出齒輪軸下端。待加工復合材料從兩高速反向旋轉(zhuǎn)的金剛石磨片間通過時，被高質(zhì)量、高效切削。所述動力輸入部分是由改裝刀柄和聯(lián)軸器組成，兩者之間相互連接，該聯(lián)軸器可 容許主軸軸線和該裝置輸入齒輪軸軸線存在一定偏差，該聯(lián)軸器與輸入齒輪軸在殼體部分 連接于機床上后通過工藝孔實現(xiàn)相互連接；兩件為自制及市購件。加工時，通過調(diào)節(jié)機床主軸轉(zhuǎn)速，可以控制復合材料磨削切邊機構的切削速度，通 過機床進給軸聯(lián)動插補，可以控制復合材料磨削切邊機構走出需要的復雜曲線形狀，并可 調(diào)整進給速度，從而實現(xiàn)對碳纖維復合材料的穩(wěn)定、高質(zhì)、高效切邊。其中，所述運動變換部分是由支撐一個一級主動齒輪的輸入齒輪軸、支撐一個一 級從動齒輪和一個二級主動齒輪的第一輸出齒輪軸和支撐一個二級從動齒輪的第二輸出 齒輪軸組成，它們通過三組滾動軸承支撐于殼體部分中。其中的輸入齒輪軸通過聯(lián)軸節(jié)將 主軸的運動和動力傳遞到殼體部分中，并通過一級主動內(nèi)齒輪機構傳遞到第一輸出齒輪軸 的一級從動外齒輪；第一輸出齒輪軸通過二級主動外齒輪和二級從動外齒輪將運動傳遞到 第二輸出本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種復合材料磨削切邊裝置，其特征在于：該裝置由殼體連接部分、殼體部分、動力輸入部分、運動變換部分和工具部分組成，其中殼體部分通過殼體連接部分與機床主軸外殼或與機床主軸外殼保持相對靜止的其它構件連接，用于確保該裝置的殼體部分與機床主軸殼體保持固定連接；動力輸入部分用于將機床主軸輸出的運動和動力傳遞給運動變換部分；運動變換部分的三根傳動軸通過軸承安裝于殼體部分中，其輸入齒輪軸的輸入端與動力輸入部分通過聯(lián)軸節(jié)和其它類似方式相連，其兩根輸出齒輪軸的輸出端用于與工具部分連接并驅(qū)動工具部分的兩個工具做大小相等方向相反的旋轉(zhuǎn)運動；所述的殼體連接部分由固定法蘭和連接在殼體部分上端蓋上的防轉(zhuǎn)法蘭組成，固定法蘭位于防轉(zhuǎn)法蘭上方，兩者之間通過一組螺栓連接；該固定法蘭為圓環(huán)狀類零件，可通過調(diào)整位于其上的四個螺母使整個殼體連接部分定心；該防轉(zhuǎn)法蘭是兩端法蘭面平行的回轉(zhuǎn)套筒類零件，通過上端面法蘭與固定法蘭連接，防止殼體部分受力后轉(zhuǎn)動；所述的殼體部分是由下端蓋、內(nèi)包骨架油封、箱體下、箱體中、箱體上、基準傳遞法蘭和上端蓋組成，內(nèi)包骨架油封置于下端蓋圓孔內(nèi)，箱體下、箱體中和箱體上通過連接件固連在一起，上端蓋與箱體上通過基準傳遞法蘭定心連接；該下端蓋是中部設有通孔的圓盤狀零件；該箱體下是其上設有兩個均布通孔及多個連接孔的矩形件；該箱體中是內(nèi)心部透空的凸形狀件；該箱體上是心部設有三個均布通孔的矩形件；該基準傳遞法蘭是圓環(huán)狀類零件；該上端蓋是其中部設有通孔及臺階的矩形件，各接合面之間均采用O型圈密封方式，伸出軸端均采用內(nèi)包骨架油封密封方式，為高速齒輪機構和軸承提供了可靠的密封和潤滑方案；所述的動力輸入部分是由改裝刀柄和聯(lián)軸器組成，兩者之間相互連接，該聯(lián)軸器可容許主軸軸線和該裝置輸入齒輪軸軸線存在一定偏差，該聯(lián)軸器與輸入齒輪軸在殼體部分連接于機床上后通過工藝孔實現(xiàn)相互連接；所述的運動變換部分是由支撐一個一級主動齒輪的輸入齒輪軸、支撐一個一級從動齒輪和一個二級主動齒輪的第一輸出齒輪軸和支撐一個二級從動齒輪的第二輸出齒輪軸組成，它們通過三組滾動軸承支撐于殼體部分中，輸入齒輪軸通過聯(lián)軸節(jié)將主軸的運動和動力傳遞到殼體部分中，并通過一級主動齒輪傳遞到第一輸出齒輪軸的一級從動齒輪；第一輸出齒輪軸通過二級主動齒輪和二級從動齒輪將運動傳遞到第二輸出齒輪軸；該二級主動齒輪和二級從動齒輪齒數(shù)相同，但運動方向相反，因此確保第一輸出齒輪軸和第二輸出齒輪軸的轉(zhuǎn)速大小相等方向相反；所述的工具部分包括兩個直徑厚度相同的金剛石磨片或類似可用于切割復合材料的其它工具，它們通過內(nèi)壓板、兩個旋向相反的鎖緊螺母件分別安裝于第一和第二輸出齒輪軸上。...

【技術特征摘要】
1.一種復合材料磨削切邊裝置，其特征在于該裝置由殼體連接部分、殼體部分、動力輸入部分、運動變換部分和工具部分組成,其中殼體部分通過殼體連接部分與機床主軸外殼或與機床主軸外殼保持相對靜止的其它構件連接，用于確保該裝置的殼體部分與機床主軸殼體保持固定連接；動力輸入部分用于將機床主軸輸出的運動和動力傳遞給運動變換部分；運動變換部分的三根傳動軸通過軸承安裝于殼體部分中，其輸入齒輪軸的輸入端與動力輸入部分通過聯(lián)軸節(jié)和其它類似方式相連，其兩根輸出齒輪軸的輸出端用于與工具部分連接并驅(qū)動工具部分的兩個工具做大小相等方向相反的旋轉(zhuǎn)運動；所述的殼體連接部分由固定法蘭和連接在殼體部分上端蓋上的防轉(zhuǎn)法蘭組成，固定法蘭位于防轉(zhuǎn)法蘭上方，兩者之間通過一組螺栓連接；該固定法蘭為圓環(huán)狀類零件，可通過調(diào)整位于其上的四個螺母使整個殼體連接部分定心；該防轉(zhuǎn)法蘭是兩端法蘭面平行的回轉(zhuǎn)套筒類零件，通過上端面法蘭與固定法蘭連接，防止殼體部分受力后轉(zhuǎn)動；所述的殼體部分是由下端蓋、內(nèi)包骨架油封、箱體下、箱體中、箱體上、基準傳遞法蘭和上端蓋組成，內(nèi)包骨架油封置于下端蓋圓孔內(nèi)，箱體下、箱體中和箱體上通過連接件固連在一起，上端蓋與箱體上通過基準傳遞法蘭定心連接；該下端蓋是中部設有通孔的圓盤狀零件；該箱體下是其上設有兩個均布通孔及多個連接孔的矩形件；該箱體中是內(nèi)心部透空的凸形狀件；該箱體上是心部設有三個均布通孔的矩形件；該基準傳遞法蘭是圓環(huán)狀類零件；該上端蓋是其中部設有通孔及臺階的矩形件，各接合面之間均采用O型圈密封方式，伸出軸端均采用內(nèi)包骨架油封密封方式，為高速齒輪機構和軸承提供了可靠的密封和潤滑方所述的動力輸入部分是...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：陳志同，蔣理科，于建華，徐義平，
申請(專利權)人：北京航空航天大學，昌河飛機工業(yè)集團有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：