一种叠层复合材料钻削实验专用夹具制造技术

本发明专利技术公开了一种叠层复合材料钻削实验专用夹具，包括底座、位于底座上的夹紧装置、厚度调节装置和定位装置，通过转动手轮带动第一调节丝杆移动左滑块处于适当位置，按压连接板，通过压力使得定位圆柱压紧弹簧缩回定位块的孔槽内，推动定位块带动右滑块处于适当位置，松开连接板，使得定位圆柱卡紧在底座内壁的圆柱槽内，扭动第二调节丝杆微调右滑块，对照底座上的刻度线，保证样件处于中心位置，通过定位螺栓拧紧垫圈和垫片，通过静摩擦力使调节厚度调节板固定，拧紧载螺栓压紧垫板，实现对样件的装夹，可通过调节夹紧装置和定位装置，适应不同长度和厚度的层叠复合构件夹紧固定，减少加工过程中因夹具加持不稳定对工件影响，可增大工件夹持固定稳定性，有效防止夹紧力过大对材料造成损伤。力过大对材料造成损伤。力过大对材料造成损伤。

【技术实现步骤摘要】
一种叠层复合材料钻削实验专用夹具


[0001]本专利技术涉及机械加工夹具领域，具体为一种叠层复合材料钻削实验专用夹具。

技术介绍

[0002]叠层复合材料具有比强度和比模量高、耐疲劳和耐磨性好等优点，被广泛应用于航空、航天、医疗、土建和汽车制造等领域。叠层复合材料在使用时，常需要同其他零件连接或装配在一起，因此不可避免地需要一定的孔加工。叠层复合材料常由单层复合材料按照一定的层铺角度和次序粘接而成，力学性能上呈现的各向异性，且层间连接强度低，在孔加工过程中常会出现分层、撕裂和毛刺等加工缺陷。这些加工缺陷不仅影响孔的形位精度，进而影响零部件之间的安装定位精度，而且作为裂纹源头易导致材料在使用时发生开裂，显著降低相关产品的使用寿命。因此，叠层复合材料在实际应用之前，常需要进行一定量的钻削工艺实验，探究工艺参数变化对叠层复合材料孔加工质量影响规律，以此寻求最佳的工艺参数组合，指导实际生产。
[0003]叠层复合材料，如玻璃纤维增强复合材料、碳纤维增强复合材料等，由高性能增强纤维和树脂组成，具有鲜明的叠层特征及各向异性的力学特性，因此对于钻削工艺实验的装夹和定位提出更高的要求。传统的通用夹具在加紧固定过程中，会对工件施加一定的夹紧力载荷，而这种夹紧力通常不可调控，由于这些叠层复合材料的层间剪切强度相对较低，夹具过大的夹紧力会使材料出现一定程度的弯曲变形或是破损，导致钻削实验产生较大的分层和撕裂损伤，严重影响实验结果。此外，通用夹具在固定形状各异的叠层复合材料时，钻削位置难免与测力装置中心发生偏离，导致钻削实验实验过程中产生额外的扭矩，影响实验结果，所以急需一种叠层复合材料钻削实验专用夹具来解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种叠层复合材料钻削实验专用夹具，该夹具可通过调节滑块和加载螺栓，适应不同长度和厚度的叠层复合材料夹紧固定；通过定位装置，可实现叠层复合材料准确夹紧定位；借助扭矩扳手，可通过厚度调节装置和定位装置对叠层复合材料施加均衡稳定的预拉压载荷，减少钻削过程中因夹具加持不稳定对工件影响；相较于传统通用夹具，该夹具功能全面，操作方便，可增大工件在钻削实验时的夹持固定稳定性。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种叠层复合材料钻削实验专用夹具，包括底座、位于底座上的夹紧装置、厚度调节装置和定位装置，所述底座沿轴向开设有滑轨和螺纹孔；
[0006]夹紧装置，包括活动连接于滑轨的左滑块和右滑块，两滑块分别通过第一内六角螺钉安装有支撑垫板，且左滑块和右滑块上分别开设有供第一调节丝杆和第二调节丝杆穿设的U型槽，所述螺纹孔贯穿有第一调节丝杆，所述第一调节丝杆一端连接于左滑块的U型槽，另一端安装有手轮。
[0007]厚度调节装置，包括两个呈U型结构的厚度调节板，其封闭端开设有供若干加载螺
栓穿设的螺纹通孔，开口端分别活动连接于左滑块和右滑块的两侧，两个所述支撑垫板通过样件保持活动连接，样件上放置有垫板，所述垫板紧密贴合于加载螺栓下端。
[0008]定位装置，包括定位块，其两侧壁均开设有供弹簧和定位圆柱活动安装的第一孔槽，两个定位圆柱上均开设有供定位卡紧垫片活动安装的第二孔槽，两个定位卡紧垫片的一端均通过定位销和定位块保持过盈配合，另一端通过连接板保持活动连接。
[0009]优选的，所述定位卡紧垫片和定位圆柱的接合处开设有倾斜面，所述连接板受到按压，带动两个定位卡紧垫片位移，两个定位卡紧垫片的倾斜面压紧定位圆柱，使两个定位圆柱在定位块内部做相对位移运动，所述定位装置可以在底座的滑轨内自由移动，松开连接板，弹簧弹性势能转化为动能，推动定位圆柱从定位块中伸出，进而和底座滑轨内壁保持卡紧状态，调节第二调节丝杆驱动右滑块位置，完成对样件的定位作业。
[0010]优选的，所述定位块底部开设有第三孔槽，定位销的一半嵌入安装于定位卡紧垫片，另一半卡合安装于第三孔槽内，以保证定位卡紧垫片不会在夹紧位移过程中发生脱落。
[0011]优选的，所述加载螺栓通过扭矩扳手被拧紧以压紧垫板，进而对样件施加一定的预压力载荷，所述第二调节丝杆通过扭矩扳手被拧紧以驱动右滑块位移，进而对样件施加一定的预拉力载荷，所述样件受到纵向和横向的载荷被固定。
[0012]优选的，所述左滑块和右滑块两侧均开设有供厚度调节板开口端滑动连接的滑槽，两滑块分别和厚度调节板之间通过定位螺栓、垫圈和垫片保持螺纹连接。
[0013]优选的，所述底座通过垫板和连接板放置在测力仪上，借助固定螺栓和压板工具固定在机床工作台上，实验过程中数据经过测力仪采集后输入电脑。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0015]1、本专利技术中，可通过调节夹紧装置和定位装置，适应不同长度和厚度的层叠复合构件夹紧固定，减少加工过程中因夹具加持不稳定对工件影响，可增大工件夹持固定稳定性，有效防止夹紧力过大对材料造成损伤，通过调节滑块和加载螺栓，并通过定位装置实现叠层复合材料的夹紧固定和准确定位，保证钻削实验采集数据的准确性，并可通加载螺栓和调节丝杆对叠层复合材料施加一定的预拉压载荷，保证钻削过程中材料加持稳定可靠。
[0016]2、本专利技术借助扭矩扳手，可通过厚度调节装置和定位装置对叠层复合材料施加均衡稳定的预拉压载荷，减少钻削过程中因夹具加持不稳定对工件影响；相较于传统通用夹具，该夹具功能全面，操作方便，可增大工件在钻削实验时的夹持固定稳定性。
附图说明
[0017]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
[0018]在附图中：
[0019]图1是本专利技术立体结构示意图；
[0020]图2是本专利技术滑块和厚度调节装置的结构示意图；
[0021]图3是本专利技术定位装置的爆炸结构示意图；
[0022]图4是本专利技术定位装置的剖视结构示意图；
[0023]图5是本专利技术滑块结构示意图；
[0024]图6是本专利技术定位块结构示意图；
[0025]图中标号：
[0026]1、手轮；2、第一调节丝杆；3、底座；4、厚度调节板；5、加载螺栓；6、垫板；7、样件；8、右滑块；9、定位块；10、第二调节丝杆；11、定位螺栓；12、垫圈；13、垫片；14、第一内六角螺钉；15、支撑垫板；16、左滑块；17、销钉；18、定位卡紧垫片；19、连接板；20、第二内六角螺钉；21、弹簧；22、定位圆柱。
具体实施方式
[0027]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0028]实施例：如图1
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6所示，一种叠层复合材料钻削实验专用夹具，包括底座3、位于底座3上的夹紧装置、厚度调节装置和定位装置，底座3沿轴向开设有滑轨和螺纹孔；
[0029]夹紧装置，包括活动连接于滑轨的左滑块16和右滑块8，两滑块分别通过第一内六角螺钉14安装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叠层复合材料钻削实验专用夹具，其特征在于：包括底座(3)、位于底座(3)上的夹紧装置、厚度调节装置和定位装置，所述底座(3)沿轴向开设有滑轨和螺纹孔；夹紧装置，包括活动连接于滑轨的左滑块(16)和右滑块(8)，两滑块分别通过第一内六角螺钉(14)安装有支撑垫板(15)，且左滑块(16)和右滑块(8)上分别开设有供第一调节丝杆(2)和第二调节丝杆(10)穿设的U型槽，所述螺纹孔贯穿有第一调节丝杆(2)，所述第一调节丝杆(2)一端连接于左滑块(16)的U型槽，另一端安装有手轮(1)。厚度调节装置，包括两个呈U型结构的厚度调节板(4)，其封闭端开设有供若干加载螺栓(5)穿设的螺纹通孔，开口端分别活动连接于左滑块(16)和右滑块(8)的两侧，两个所述支撑垫板(15)通过样件(7)保持活动连接，样件(7)上放置有垫板(6)，所述垫板(6)紧密贴合于加载螺栓(5)下端。定位装置，包括定位块(9)，其两侧壁均开设有供弹簧(21)和定位圆柱(22)活动安装的第一孔槽，两个定位圆柱(22)上均开设有供定位卡紧垫片(18)活动安装的第二孔槽，两个定位卡紧垫片(18)的一端均通过定位销(17)和定位块(9)保持过盈配合，另一端通过连接板(19)保持活动连接。2.根据权利要求1所述的一种叠层复合材料钻削实验专用夹具，其特征在于：所述定位卡紧垫片(18)和定位圆柱(22)的接合处开设有倾斜面，所述连接板(19)受到按压，带动两个定位卡紧垫片(18)位移，两个定位卡紧垫片(18)的倾斜面压紧定位圆柱(22)，使两...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑雷，朱卓志，董香龙，韦文东，陈远晟，聂承敏，樊培文，徐昊，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：