[发明专利]一种叠层复合材料钻削实验专用夹具

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

发明内容

本发明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。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：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；

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。

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。

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。