發(fā)布時間：2022-01-28 02:19

　　隨著現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,復(fù)合材料被廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的復(fù)合材料切割方法主要為數(shù)控法和人工法。數(shù)控法是采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行切削加工,人工法是使用帶鋸進(jìn)行手工切割。數(shù)控法加工成本高,加工產(chǎn)生的粉塵會影響機(jī)床傳動精度,而帶鋸手工切割難以保證試樣的精度要求。為克服傳統(tǒng)復(fù)合材料切割方法的不足,本文開展了復(fù)合材料試樣切割機(jī)的設(shè)計研究。通過理論分析,結(jié)合復(fù)合材料的實際應(yīng)用情況,分析了碳纖維復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能,提出了碳纖維復(fù)合材料高效切割技術(shù)。進(jìn)而對設(shè)計需求進(jìn)行分析,完成了復(fù)合材料高效切割設(shè)備的總體設(shè)計。論文的主要研究內(nèi)容包括:（1）根據(jù)該設(shè)備的功能需求,其機(jī)械結(jié)構(gòu)采用高精度二維平動系統(tǒng)、高速主軸及冷卻、除塵、壓緊等輔助裝置組成。高精度二維平動系統(tǒng)中兩坐標(biāo)軸運動均采用精密導(dǎo)軌及絲杠實現(xiàn),以確保二維平動機(jī)械精度。（2）因試樣件的厚度具有多樣性,為保證試樣件的快速精確壓緊,采用氣動壓緊裝置,使用氣缸作為壓緊執(zhí)行元件。由于氣缸可以直接進(jìn)行壓力反饋,操作時可以自動實時判斷出試樣件是否壓緊,因此在試樣件切割區(qū)域及壓緊區(qū)域均采用氣缸,可實現(xiàn)切割過程的精確性及穩(wěn)定性。（3）針對該設(shè)備設(shè)計了一種基于STEP_N... 

【文章來源】：西安工程大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

帶鋸切割機(jī)

要求的振幅和能量（功率），最后將這部分能量傳導(dǎo)至超聲切割頭頂端的刀具上進(jìn)預(yù)浸帶的切割加工。超聲切割廣泛應(yīng)用于蜂窩材料切割，有效避免了傳統(tǒng)切割方法產(chǎn)生粉塵對操作人員、工作環(huán)境及工件本身造成的污染。但在實際生產(chǎn)中，超聲切技術(shù)造價過高，往往是應(yīng)用在特殊復(fù)合材料加工。對于大量常用的碳纖維復(fù)合材料的切割加工，目前常用方法為手工切割、帶鋸割、砂輪片切割及銑削切割等，其中帶鋸切割，如圖 1-1 所示，是目前航空企業(yè)中用較多的切割方法，但存在加工精度不高且效率低下等問題，所以帶鋸切割法只適于粗加工。[14]復(fù)合材料銑削方式可分為普通銑床銑削和數(shù)控銑床銑削兩種，其中普銑削存在質(zhì)量差、效率低、人為因素大等問題，從復(fù)合材料切割后的切口圖 1-2、1-3 可看出，加工精度較差，存在明顯的毛刺。在飛行器制造行業(yè)中，復(fù)合材料零因為其外形尺寸較大、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜并且加工精度要求高等特點，往往采用數(shù)控加方式。相較于前幾種切割方法，數(shù)控機(jī)床切割后的復(fù)合材料切口如圖 1-4 所示較為整。但在數(shù)控機(jī)床加工過程中，會產(chǎn)生大量難以清理的粉塵。粉塵會通過各種方式入機(jī)床的傳動機(jī)構(gòu)，影響機(jī)床的傳動精度，甚至對傳動件造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷，從導(dǎo)致加工成本攀升。[15]

其中普通銑削存在質(zhì)量差、效率低、人為因素大等問題，從復(fù)合材料切割后的切口圖 1-2、圖1-3 可看出，加工精度較差，存在明顯的毛刺。在飛行器制造行業(yè)中，復(fù)合材料零件因為其外形尺寸較大、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜并且加工精度要求高等特點，往往采用數(shù)控加工方式。相較于前幾種切割方法，數(shù)控機(jī)床切割后的復(fù)合材料切口如圖 1-4 所示較為平整。但在數(shù)控機(jī)床加工過程中，會產(chǎn)生大量難以清理的粉塵。粉塵會通過各種方式進(jìn)入機(jī)床的傳動機(jī)構(gòu)，影響機(jī)床的傳動精度，甚至對傳動件造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷，從而導(dǎo)致加工成本攀升。[15]圖 1-1 帶鋸切割機(jī) 圖 1-2 手工切割復(fù)合材料切口圖 1-3 普通銑床銑切的復(fù)合材料切口 圖 1-4 數(shù)控機(jī)床切割復(fù)合材料切口1.1.3 論文的選題近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和國防建設(shè)的需要，迫切需求加工復(fù)合材料

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[9]玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的機(jī)械切割性能研究[J]. 張秀麗,金長虹,張振國,王雙華,張恒.  功能材料. 2010(03)
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碩士論文
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[2]高速激光切割機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)研究[D]. 石尚鋒.上海交通大學(xué) 2008



本文編號：3613505