[发明专利]一种碳纤维复合材料超声波转盘式自动磨削设备及磨削方法

说明书

本发明公开了碳纤维复合材料超声波转盘式自动磨削设备及磨削方法。设备包括机架、转盘装置、料架装置、第一上料装置、输料装置、第二上料装置、铆接磨削装置和卸料装置，按照顺时针方向，第一上料装置、第二上料装置、铆接磨削装置和卸料装置布置在转盘装置的圆周上。方法为通过第一上料装置上料，通过输料装置输料，然后利用第二上料装置上料，通过铆接磨削装置铆接和磨削，最后通过卸料装置卸料，在整个过程中，利用转盘装置旋转材料，实现连续的加工，降低人工成本，提高效率。

技术领域

本发明涉及磨削设备，尤其是碳纤维复合材料超声波转盘式自动磨削设备。

背景技术

碳纤维耐热好，重量轻，强度高，模量高，是一种非常理想的特殊材料。利用碳纤维的优良性质，与树脂、金属和陶瓷等基体复合制成的高强度低重量的碳纤维复合材料更是具有优良的使用性能。碳纤维复合材料现在被广泛的应用于火箭、导弹、大型飞机等航天航空行业，以及化工机械、交通工具、桥梁道路、体育器械、纺织及医学领域。

由于碳纤维复合材料的特殊结构和物理性质，传统的加工方法也逐渐无法满足其加工需求。加工过程中除了会引起分层、毛刺、撕裂等缺陷外，严重的刀具磨损、较高的切削力和切削温度使得普通的刀具使用寿命大大缩短。此外，利用传统的加工方法加工碳纤维复合材料难以达到表面质量的要求。

在中国专利申请号为201310600238.3名称为一种碳纤维复合材料旋转超声铣磨加工装置及方法的专利文献公开了如下技术：一种碳纤维复合材料旋转超声铣磨加工装置和方法，所述的装置包括超声波发生器、超声换能器、变幅杆、刀具、刀柄和机床本体。所述的方法，采用超声辅助铣磨加工方法对非烧蚀碳/碳复合材料进行加工。本发明采用超声电源的频率和变幅杆的固有频率一致,保证施加到变幅杆上的振动能引起变幅杆共振；采用超声铣磨加工，碳纤维复合材料工件表面质量有明显提高，粗糙度降低约16%~36%；采用超声加工，磨头进给方向受力约降低44%，磨头下压方向受力约降低46%；超声铣磨加工和传统铣磨加工碳纤维复合材料切削温度对比,超声加工温升降低29%。该文献公开的技术虽然能提高磨削质量，但无法实现自动化的磨削。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳纤维复合材料超声波转盘式自动磨削设备及磨削方法，利用本发明的磨削设备和磨削方法，能实现自动上料，实现嵌件的安装，实现自动铆接后的磨削和实现自动卸料，提高磨削的效率，降低人工成本。

为达到上述目的，碳纤维复合材料超声波转盘式自动磨削设备，包括机架、转盘装置、料架装置、第一上料装置、输料装置、第二上料装置、铆接磨削装置和卸料装置，按照顺时针方向，第一上料装置、第二上料装置、铆接磨削装置和卸料装置布置在转盘装置的圆周上；

所述的转盘装置包括转盘驱动、转轴和转盘，转轴通过轴承安装在机架上，转盘驱动安装在机架上并驱动转轴，转盘安装转轴上；在转盘上以转盘的旋转中心为圆心圆周均布有四个安装位，在安装位上安装有夹具；

所述的料架装置包括底架、料架、料框和顶升机构，底架设在机架的一侧，料架安装在底架上，料框设在底架上，顶升机构设在底架与料架之间，顶升机构具有顶升块，顶升块位于料框内；

所述的第一上料装置包括第一上料架、第一无杆气缸、第一导杆、第一滑块、第一支架、第一升降气缸和第一吸盘，第一上料架安装在料架与机架之间，第一无杆气缸安装在第一上料架上，第一导杆安装在第一上料架上，第一滑块滑动的设在第一导杆上，第一支架安装在第一滑块上，第一升降气缸安装在第一支架上，第一吸盘安装在第一升降气缸的活塞杆上；在上料时，第一吸盘位于料框的上方；

所述的输料装置包括输料架、振动马达、振动盘、导轨支架和送料导轨，输料架设在机架的一侧，振动马达安装在输料架上，振动盘设在振动马达上，导轨支架安装在输料架上，送料导轨设在导轨支架上，送料导轨的一端连接在振动盘的输出端，送料导轨的另一端位于转盘的上方；