[发明专利]一种基于复合材料制孔加工主动排屑装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于复合材料制孔加工主动排屑装置及方法，包括步骤：安装排屑装置；将复合材料装夹在机床加工台上；调整防逸屑罩体底部弹性伸缩装置至与复合材料工件相接触；将防逸屑罩体上的切屑出口通道的出口通过负压通道与负压生成装置连接；启动空气压缩装置和负压生成装置，然后启动机床加工。本方法能够有效降低加工过程中切削力、减小复合材料出口毛刺以及刀具的磨损。

技术领域

本发明涉及一种基于复合材料制孔加工主动排屑装置及方法，尤其涉及碳纤维复合材料材料的钻孔、铣孔等工艺制孔时主动排屑方法。

背景技术

目前碳纤维复合材料因其优良的材料性能，使其在航空航天加工制造领域中，得到广泛应用。但是复合材料在制孔加工时产生粉尘状切屑，堆积在孔周围，附着在刀具上，导致刀具的快速磨损，同时不利于散热，最终造成制孔质量以及制孔效率难以保证；由于复合材料切屑为粉尘状比较轻，在加工中容易向空气中扩散，复合材料粉尘对人体皮肤和呼吸道有着严重危害，威胁着工作人员身体健康。因此，在加工过程中要对复合材料切屑粉尘进行实时有效的收集。

目前在航空航天制孔加工现场需要开放性空间，而在这种开放性空间内使用较多的是用吸尘器来吸收复合材料等的切屑，在加工孔时将吸尘器吸嘴对准需加工孔的位置，将粉尘切屑吸走，但是用这种方法只能把靠近吸嘴的粉尘吸走，还有一部分粉尘遗留会影响操作人员身体健康，而且这种方法消耗人力，严重影响加工质量与加工效率。

基于开放性现场制孔加工中的需求，既要在开放空间现场加工时对操作员、操作环境进行保护，又要对加工切屑进行收集，同时又要保证制孔加工质量，这就需要一种主动排屑方法来满足这些需求。目前尚未有有效的方法和装置满足这一要求。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种基于复合材料制孔加工主动排屑装置及方法，采用该方法使得主轴装置、工件、排屑装置在一个相对封闭的环境，能够及时主动排出复合材料加工时产生的粉尘和切屑，保障排屑顺畅提高制孔质量，对环境对人体进行保护，有效降低加工过程中切削力、减小复合材料出口毛刺以及刀具的磨损。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明的一种基于复合材料制孔加工主动排屑装置，包括防逸屑罩体，在所述的防逸屑罩体中间开有沿竖直方向贯通的空腔，所述的防逸屑罩体上部为主体，所述的主体的底部通过锥台形缩颈结构与一个横截面成圆环状的颈部相连，一个波纹管状的弹性伸缩装置上部套在颈部外壁上并通过喉箍固定在颈部上，在所述的主体外壁上安装有耳座，在一根加工机床主轴上沿竖直方向安装有具有气道的气路刀柄，所述的气路刀柄与带内气道的切削刀具固定相连，所述的气路刀柄和带内气道的切削刀具设置在防逸屑罩体的空腔内，磁力表座的一端与耳座固定相连并且另一端通过吸铁与加工机床主轴吸附固定，所述的切削刀具的内气道与气路刀柄的内气道连通并且气路刀柄的内气道进口与空气压缩装置的压缩空气出口连通，在所述的弹性伸缩装置底部外壁上开有多个通气孔，在远离气路刀柄的内气道进口一侧的防逸屑罩体的主体的下部以及缩颈结构的上部处沿倾斜方向开有与空腔连通的切屑出口，所述的切屑出口通过与切屑出口具有相同倾斜方向的倾斜通道与沿水平方向设置的切屑出口通道连通，所述的切屑出口通道出口通过负压通道与负压生成装置连接。

本发明的一种基于复合材料制孔加工主动排屑方法，包括以下步骤：

(1)安装排屑装置：

(a)将空气压缩装置的压缩空气出口通过管道与具有内气道的气路刀柄的内气道进口连通，将带内气道的切削刀具装夹在气路刀柄上并使切削刀具的内气道与气路刀柄的内气道连通，将气路刀柄装夹在加工机床主轴上；

(b)将防逸屑罩体套在气路刀柄和带内气道的切削刀具外，然后通过磁力表座连接防逸屑罩体上的耳座以及加工机床主轴使得防逸屑罩体固定在加工机床主轴上；

(2)将复合材料装夹在机床加工台上；