[发明专利]碳纤维增强复合材料微孔的加工系统及加工工艺

权利要求书

1.一种碳纤维增强复合材料微孔的加工工艺，所述的加工工艺由碳纤维增强复合材料微孔的加工系统完成，所述的碳纤维增强复合材料微孔的加工系统包括钻孔机构（1）和去毛刺机构（2），其中，所述的钻孔机构（1）采取放电加工的工艺对所述的碳纤维增强复合材料进行钻孔操作，所述的去毛刺机构（2）采取强脉冲电子束辐照的工艺对钻孔后的微孔件进行去毛刺操作；

所述的钻孔机构（1）包括底座（1-1），所述的底座（1-1）的一侧设有线电极电火花磨削装置（1-2），所述的线电极电火花磨削装置（1-2）能够用于将1mm的工具电极（1-3）制作成150μm，所述的工具电极（1-3）为单切口电极，所述的底座（1-1）上还设有夹持装置（1-4），所述的夹持装置（1-4）用于夹持碳纤维增强复合材料，所述的钻孔机构（1）还包括主轴箱（1-5），所述的工具电极（1-3）可拆卸的连接在所述的主轴箱（1-5）下方的承载座上，所述的钻孔机构（1）还包括数字显微镜（1-6），所述的数字显微镜（1-6）用于聚焦所述的工具电极（1-3）和所述的碳纤维增强复合材料工件的纤维层，所述的钻孔机构（1）还包括控制终端（1-7），所述的控制终端（1-7）用于控制所述的主轴箱（1-5）的运转；

所述的去毛刺机构（2）包括真空腔室（2-1），所述的真空腔室（2-1）内设有电子枪组件和和移动台组件，所述的电子枪组件包括阴极、阳极，其中惰性气体被来自阴极的加速电子电离而形成等离子体，所述的电子枪组件的真空腔室壁上设有螺线管（2-2），其中通过调节加速电压和螺线管电压来控制等离子体电子束的能量密度，所述的移动台组件包括可移动的载座，所述的可移动的载座上设有基板（2-3），在钻孔后的碳纤维增强复合材料的上部还设有金属掩模（2-4），所述的金属掩模（2-4）具有与碳纤维增强复合材料孔相同直径的通孔，所述的基板（2-3）上通过夹具夹持有钻孔后的碳纤维增强复合材料和金属掩模（2-4）；

其特征在于，所述的碳纤维增强复合材料微孔的加工工艺步骤如下：

A、制作工具电极，使用线电极电火花磨削装置对碳化钨棒进行粗加工、精加工步骤，获得合适尺寸和种类的工具电极；

B、将通过步骤A制作好的工具电极安装在主轴箱下方的承载座上，使用夹持装置将要钻孔的碳纤维增强复合材料夹持在指定位置；

C、启动主轴箱，在控制终端的操控下，主轴箱带动工具电极向碳纤维增强复合材料移动，同时，开启数字显微镜，显示装置显示数字显微镜聚焦下的工具电极和碳纤维增强复合材料的纤维层，使得工具电极定位在纤维层的正上方；

D、对碳纤维增强复合材料进行钻孔作业；

E、制作金属掩模，对金属块进行激光打孔操作，使得金属块与步骤D中钻好的孔具有相同直径的通孔，从而形成金属掩模；

F、将钻孔后的碳纤维增强复合材料置放在可移动的载座的基板上，将步骤E得到的金属掩模置于碳纤维增强复合材料上，使得金属掩模的通孔和碳纤维增强复合材料的孔对齐，通过基板上的夹具夹持钻孔后的碳纤维增强复合材料和金属掩模；

G、将通过步骤F装配好的可移动的载座放入真空腔室内并置于电子枪的正下方，对真空腔室进行抽真空操作；

H、启动电子枪，选择合适的加速电压、螺线管电压、电子束脉冲数量，对钻孔的整个表面和边缘进行均匀辐照，进行去毛刺操作。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强复合材料微孔的加工工艺，其特征在于，所述的线电极电火花磨削装置（1-2）包括线材，所述的线材在线轴之间以可变的速度行进。

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强复合材料微孔的加工工艺，其特征在于，所述的工具电极（1-3）由碳化钨棒制成，所述的工具电极（1-3）的切口由所述的线电极电火花磨削装置（1-2）加工而成。

4.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强复合材料微孔的加工工艺，其特征在于，所述的夹持装置（1-4）包括夹持柱和夹持爪，所述的夹持爪能够通过螺栓进行调节。

5.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强复合材料微孔的加工工艺，其特征在于，所述的数字显微镜（1-6）与显示装置（1-8）连接。