复合材料试样切割机的设计
发布时间：2022-01-28 02:19
随着现代工业产业的快速发展,复合材料被广泛应用。传统的复合材料切割方法主要为数控法和人工法。数控法是采用数控机床进行切削加工,人工法是使用带锯进行手工切割。数控法加工成本高,加工产生的粉尘会影响机床传动精度,而带锯手工切割难以保证试样的精度要求。为克服传统复合材料切割方法的不足,本文开展了复合材料试样切割机的设计研究。通过理论分析,结合复合材料的实际应用情况,分析了碳纤维复合材料的结构与性能,提出了碳纤维复合材料高效切割技术。进而对设计需求进行分析,完成了复合材料高效切割设备的总体设计。论文的主要研究内容包括:（1）根据该设备的功能需求,其机械结构采用高精度二维平动系统、高速主轴及冷却、除尘、压紧等辅助装置组成。高精度二维平动系统中两坐标轴运动均采用精密导轨及丝杠实现,以确保二维平动机械精度。（2）因试样件的厚度具有多样性,为保证试样件的快速精确压紧,采用气动压紧装置,使用气缸作为压紧执行元件。由于气缸可以直接进行压力反馈,操作时可以自动实时判断出试样件是否压紧,因此在试样件切割区域及压紧区域均采用气缸,可实现切割过程的精确性及稳定性。（3）针对该设备设计了一种基于STEPN...
【文章来源】：西安工程大学陕西省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
带锯切割机
要求的振幅和能量（功率），最后将这部分能量传导至超声切割头顶端的刀具上进预浸带的切割加工。超声切割广泛应用于蜂窝材料切割，有效避免了传统切割方法产生粉尘对操作人员、工作环境及工件本身造成的污染。但在实际生产中，超声切技术造价过高，往往是应用在特殊复合材料加工。对于大量常用的碳纤维复合材料的切割加工，目前常用方法为手工切割、带锯割、砂轮片切割及铣削切割等，其中带锯切割，如图 1-1 所示，是目前航空企业中用较多的切割方法，但存在加工精度不高且效率低下等问题，所以带锯切割法只适于粗加工。[14]复合材料铣削方式可分为普通铣床铣削和数控铣床铣削两种，其中普铣削存在质量差、效率低、人为因素大等问题，从复合材料切割后的切口图 1-2、1-3 可看出，加工精度较差，存在明显的毛刺。在飞行器制造行业中，复合材料零因为其外形尺寸较大、结构较为复杂并且加工精度要求高等特点，往往采用数控加方式。相较于前几种切割方法，数控机床切割后的复合材料切口如图 1-4 所示较为整。但在数控机床加工过程中，会产生大量难以清理的粉尘。粉尘会通过各种方式入机床的传动机构，影响机床的传动精度，甚至对传动件造成不可逆转的损伤，从导致加工成本攀升。[15]
其中普通铣削存在质量差、效率低、人为因素大等问题，从复合材料切割后的切口图 1-2、图1-3 可看出，加工精度较差，存在明显的毛刺。在飞行器制造行业中，复合材料零件因为其外形尺寸较大、结构较为复杂并且加工精度要求高等特点，往往采用数控加工方式。相较于前几种切割方法，数控机床切割后的复合材料切口如图 1-4 所示较为平整。但在数控机床加工过程中，会产生大量难以清理的粉尘。粉尘会通过各种方式进入机床的传动机构，影响机床的传动精度，甚至对传动件造成不可逆转的损伤，从而导致加工成本攀升。[15]图 1-1 带锯切割机 图 1-2 手工切割复合材料切口图 1-3 普通铣床铣切的复合材料切口 图 1-4 数控机床切割复合材料切口1.1.3 论文的选题近年来，随着我国国民经济迅速发展和国防建设的需要，迫切需求加工复合材料
【参考文献】：
期刊论文
[1]芳纶Ⅲ单向复合材料制备及性能研究[J]. 张长香,杨文良,彭涛,王凤德,陈超峰,王煦怡. 合成纤维. 2016(08)
[2]电主轴四轴联动中两个关键技术研究[J]. 杨帆. 湖南农机. 2013(03)
[3]复合材料切割工艺装置研究[J]. 李明. 电子机械工程. 2011(06)
[4]复合材料的切割[J]. 曹增强,于晓江,蒋红宇,龚佑宏,朱春燕. 航空制造技术. 2011(15)
[5]复合材料在飞机结构上的广泛应用[J]. 李映红,赵智姝,韩勐. 装备制造技术. 2011(04)
[6]碳纤维树脂基复合材料发展现状及前景展望[J]. 唐见茂. 航天器环境工程. 2010(03)
[7]非常规固化技术在飞机复合材料维修中的应用[J]. 秦文峰. 航空制造技术. 2010(06)
[8]西门子推出新型数控系统SINUMERIK 828D[J]. 世界制造技术与装备市场. 2010(02)
[9]玻璃纤维增强复合材料的机械切割性能研究[J]. 张秀丽,金长虹,张振国,王双华,张恒. 功能材料. 2010(03)
[10]Sinumerik 82 8D全新紧凑型数控系统[J]. 现代制造. 2009(49)
硕士论文
[1]五轴联动数控机床中高速电主轴的热误差研究[D]. 王子成.北京交通大学 2009
[2]高速激光切割机床数控系统研究[D]. 石尚锋.上海交通大学 2008
本文编号：3613505
【文章来源】：西安工程大学陕西省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
带锯切割机
要求的振幅和能量（功率），最后将这部分能量传导至超声切割头顶端的刀具上进预浸带的切割加工。超声切割广泛应用于蜂窝材料切割，有效避免了传统切割方法产生粉尘对操作人员、工作环境及工件本身造成的污染。但在实际生产中，超声切技术造价过高，往往是应用在特殊复合材料加工。对于大量常用的碳纤维复合材料的切割加工，目前常用方法为手工切割、带锯割、砂轮片切割及铣削切割等，其中带锯切割，如图 1-1 所示，是目前航空企业中用较多的切割方法，但存在加工精度不高且效率低下等问题，所以带锯切割法只适于粗加工。[14]复合材料铣削方式可分为普通铣床铣削和数控铣床铣削两种，其中普铣削存在质量差、效率低、人为因素大等问题，从复合材料切割后的切口图 1-2、1-3 可看出，加工精度较差，存在明显的毛刺。在飞行器制造行业中，复合材料零因为其外形尺寸较大、结构较为复杂并且加工精度要求高等特点，往往采用数控加方式。相较于前几种切割方法，数控机床切割后的复合材料切口如图 1-4 所示较为整。但在数控机床加工过程中，会产生大量难以清理的粉尘。粉尘会通过各种方式入机床的传动机构，影响机床的传动精度，甚至对传动件造成不可逆转的损伤，从导致加工成本攀升。[15]
其中普通铣削存在质量差、效率低、人为因素大等问题，从复合材料切割后的切口图 1-2、图1-3 可看出，加工精度较差，存在明显的毛刺。在飞行器制造行业中，复合材料零件因为其外形尺寸较大、结构较为复杂并且加工精度要求高等特点，往往采用数控加工方式。相较于前几种切割方法，数控机床切割后的复合材料切口如图 1-4 所示较为平整。但在数控机床加工过程中，会产生大量难以清理的粉尘。粉尘会通过各种方式进入机床的传动机构，影响机床的传动精度，甚至对传动件造成不可逆转的损伤，从而导致加工成本攀升。[15]图 1-1 带锯切割机 图 1-2 手工切割复合材料切口图 1-3 普通铣床铣切的复合材料切口 图 1-4 数控机床切割复合材料切口1.1.3 论文的选题近年来，随着我国国民经济迅速发展和国防建设的需要，迫切需求加工复合材料
【参考文献】：
期刊论文
[1]芳纶Ⅲ单向复合材料制备及性能研究[J]. 张长香,杨文良,彭涛,王凤德,陈超峰,王煦怡. 合成纤维. 2016(08)
[2]电主轴四轴联动中两个关键技术研究[J]. 杨帆. 湖南农机. 2013(03)
[3]复合材料切割工艺装置研究[J]. 李明. 电子机械工程. 2011(06)
[4]复合材料的切割[J]. 曹增强,于晓江,蒋红宇,龚佑宏,朱春燕. 航空制造技术. 2011(15)
[5]复合材料在飞机结构上的广泛应用[J]. 李映红,赵智姝,韩勐. 装备制造技术. 2011(04)
[6]碳纤维树脂基复合材料发展现状及前景展望[J]. 唐见茂. 航天器环境工程. 2010(03)
[7]非常规固化技术在飞机复合材料维修中的应用[J]. 秦文峰. 航空制造技术. 2010(06)
[8]西门子推出新型数控系统SINUMERIK 828D[J]. 世界制造技术与装备市场. 2010(02)
[9]玻璃纤维增强复合材料的机械切割性能研究[J]. 张秀丽,金长虹,张振国,王双华,张恒. 功能材料. 2010(03)
[10]Sinumerik 82 8D全新紧凑型数控系统[J]. 现代制造. 2009(49)
硕士论文
[1]五轴联动数控机床中高速电主轴的热误差研究[D]. 王子成.北京交通大学 2009
[2]高速激光切割机床数控系统研究[D]. 石尚锋.上海交通大学 2008
本文编号：3613505
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