用于磨床加工碳纤维复合材料压缩试样的专用夹具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于磨床加工碳纤维复合材料压缩试样的专用夹具。
【背景技术】
[0002]碳纤维复合材料具有优良的物理性能和力学特性，被广泛应用于航空航天、军事装备、体育用品、汽车制造等领域。碳纤维复合材料的力学性能是通过对试样进行试验得到的。试样的加工非常重要，会直接影响力学性能的试验结果。一般来说，如果严格按照各种力学性能测试方法标准的要求来加工各种力学性能试样并通过了严格的检验，那么试样加工对力学性能的影响可以忽略不计。
[0003]碳纤维复合材料作为一种新材料，在其加工方面成熟的资料很少。目前国内主要采用加工金属的设备(如:铣床，磨床，加工中心)来加工碳纤维复合材料，由于碳纤维复合材料自身不具有磁性，在加工时将复合材料固定在操作台上是一个难题，若是固定不牢固，将直接影响切割试样的精度。一般而言，在所有碳纤维复合材料测试标准中，以压缩试样对平行度和垂直度的精度要求最高，并且压缩试样的制备过程比较复杂。
[0004]目前国内主流的压缩试样制作流程为:先将300X300的毛坯板预切割成250X250的大小，贴完加强片固化成型后再切割成最后的测试试样。因此，压缩试样尺寸的高精度要求及切割过程的复杂性导致压缩试样的加工成为一个难题。
[0005]对于拉伸，弯曲，面内剪切等对尺寸精度要求相对较低的测试项目，一般的加工中心或铣床就能够完成切割任务。但对于平行度和垂直度精度要求在0.02mm以内的压缩试样，目前国内部分碳纤维复合材料生产厂家和研发机构在使用的比较可行的加工方法是使用高精度磨床加工，具体的实施手段是使用一种粘性比较强的双面胶将碳纤维板粘在操作平台上进行加工。
[0006]但事实上，使用该方法加工复合材料力学试样存在较大的缺陷，主要表现在:(I)双面胶用完一次后粘性减弱无法继续使用，导致消耗成本很高。(2)每一次双面胶的清理都需要耗费大量时间，大大影响加工效率。因此不管从经济方面还是效率方面来说，都迫切需要设计一套专用于在磨床上加工压缩试样的夹具。
【发明内容】
[0007]为了解决上述问题，本发明提出了一种在磨床上进行碳纤维复合材料压缩试样加工的专用夹具。该装置制作和使用成本低廉，操作过程安全、简单，加工精度高并且稳定，大大提高加工效率。
[0008]为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的:
一种用于磨床加工碳纤维复合材料压缩试样的专用夹具，包括转台、定位心轴、基板和定位组件，基板设于转台上，基板与转台的中部通过定位心轴连接，基板与转台还通过内六角螺丝、T型螺母连接固定，基板设有用于碳纤维复合材料层压板基准边定位的定位销；定位组件设于基板上，定位组件包括若干定位压板、支撑螺钉、螺母、垫圈和螺栓，定位压板通过支撑螺钉、螺栓和螺母连接在基板上，支撑螺钉和螺栓并列设置，螺母与螺栓间设有垫圈。
[0009]进一步地，基板采用方形，定位压板包括左部压板、中部压板和右部压板，左边压板设于基板的一侧，右部压板设于基板的另一侧，中部压板设于左部压板和右部压板间，左部压板包括依次排列设置的定位压板一、定位压板二、定位压板三、定位压板四、定位压板五，右部压板包括依次排列设置的定位压板六、定位压板七、定位压板八，中部压板包括依次排列设置的定位压板九、定位压板十。
[0010]进一步地，所述转台采用可转动式转台，转台包括工作台、连接板、旋转轴，基板连接在旋转轴上，旋转轴设于工作台上，工作台设于连接板上，连接板通过螺丝固定在磨床操作台上，转台设有Aic油压控制系统，AIC油压控制系统包括用于控制旋转轴旋转的AIC油压控制器和油压系统。转台可采用手动转动或自动转动，转台设于磨床操作台上，
进一步地，该夹具的定位过程为:将定位压板九、定位压板十拆除，在基板上放置垫板，垫板上放置毛坯板，将毛坯板的侧边紧靠在定位销上，通过定位压板一、定位压板三、定位压板五、定位压板六、定位压板七、定位压板八将毛坯板和垫板固定后，预切割成设定尺寸的层压板；
将定位压板九、定位压板十安装在基板上，将预切割后的层压板贴好加强片进行固化后，通过定位压板二、定位压板四、定位压板九、定位压板十固定后，切割得到测试样条。
[0011]本发明的有益效果是:
一、结构设计简单、合理，制造和使用成本低廉，易于装卸、清理和维护；使用本装置固定碳纤维复合材料板在磨床上切割出来的压缩试样尺寸平行度和垂直度能达到0.02mm以内；使用本装置进行压缩试样切割，效率高。
[0012]二、转台设有AIC油压控制系统，AIC油压控制器将磨床M码转化为转动信号由讯号电缆输出，通过油压系统实现旋转轴自动旋转，旋转轴进而带动固定在旋转轴上的基板一起旋转。AIC油压控制器分割精度在5um以内，不管是在将300X300毛坯板预切割成250X250层压板过程中还是将贴好加强片的250X250层压板切割成最后的测试样条的过程中都只需要一次定位就能完成切割任务，避免了切割过程中层压板二次定位造成的误差，具有高精度的优点。
[0013]三、整个压缩样条的切割过程都只需要采用一块基板就能完成，即在将300X300毛坯板预切割成250 X 250层压板过程中以及将贴好加强片的250 X 250层压板切割成最后的测试样条的过程中都在一块基板上完成。具有方便，简单的特点，能提高效率。
【附图说明】
[0014]图1是本发明实施例用于磨床加工碳纤维复合材料压缩试样的专用夹具的主视图；
图2是实施例中定位组件的结构示意图；
图3是实施例用于磨床加工碳纤维复合材料压缩试样的专用夹具的俯视图；
图4是实施例用于磨床加工碳纤维复合材料压缩试样的专用夹具的左视图；
图5是实施例用于磨床加工碳纤维复合材料压缩试样的专用夹具中转台的结构示意图。
[0015]图6是实施例用于磨床加工碳纤维复合材料压缩试样的专用夹具中转台上接入的AIC油压控制器应用示意图。
[0016]图7是实施例中毛坯板预切割成250X250层压板示意图图8是实施例中贴上加强片后压缩试样的切割示意图
其中转台，2-定位心轴，3-基板，4-定位组件，5-定位销，6-内六角螺丝，7-T型螺母，8-加强片，9-磨床操作台；
11-工作台，12-连接板，13-旋转轴，14-AIC油压控制器，15-连接机床M码电缆，16-油压箱，17-电磁阀，18-讯号电缆；
41-定位压板一，42-定位压板二，43-定位压板三，44-定位压板四，45-定位压板五，46-定位压板六，47-定位压板七，48-定位压板八，49-定位压板九，410-定位压板十，411 -支撑螺钉，412-螺栓，413-螺母，414-垫圈。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例
[0018]一种用于磨床加工碳纤维复合材料压缩试样的专用夹具，包括转台1、定位心轴2、基板3和定位组件4，如图1、图3和图4，基板3设于转台I上，基板3与转台I的中部通过定位心轴2连接，基板3与转台I还通过内六角螺丝6、T型螺母4