CN112007986A - 一种晶须增强铝基复合材料自清理冲压装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是为了解决现有的在对晶须增强铝基复合材料冲压的时候不易进行清理的难题，公开了一种晶须增强铝基复合材料自清理冲压装置，包括控制组件、抽料泵、导管、通料管、底座、支撑框、导向板、螺杆、刮板、转筒、第一转轴、第一支撑架、紧固螺钉、旋转板、冲头、摇柄、连接板、第二转轴、套环、导向筒、导槽、第一螺旋弹簧、滑杆和第二电机。本发明一方面可以对晶须增强铝基复合材料冲压用冲头进行更换，满足不同的晶须增强铝基复合材料冲压需求，另外一方面也方便在晶须增强铝基复合材料冲压的过程中实现对碎屑的清理，使得晶须增强铝基复合材料冲压过程更加整洁，实现自清理的功能，且设计合理，操作方便，安全可靠。

Description

一种晶须增强铝基复合材料自清理冲压装置

技术领域

本发明涉及晶须增强铝基复合材料冲压领域，特别涉及一种晶须增强铝基复合材料自清理冲压技术。

背景技术

金属基复合材料（Metal Matrix Composites，MMCs）由于具有良好的可设计性及可加工性，近年来发展迅猛，在航空航天飞行器用结构件以及汽车、电子、兵器、化工等领域得到良好应用。

晶须增强铝基复合材料（whisker reinforced aluminum matrix composites）是自上世纪60年代以来发展的一种非连续增强金属基复合材料，其以陶瓷晶须作为强化相，具有比强度高、比模量高、耐磨损、抗疲劳及可二次加工等优异性能，是金属基复合材料的重要组成部分，在航空航天等领域得到广泛应用。

鉴于晶须增强铝基复合材料所具有的良好的综合材料性能，美国、日本等工业发达国家均将其列为21世纪新材料开发的重点项目。

二次加工是晶须增强铝基复合材料工程应用必须解决的关键问题，但由于其材料本身所具有的陶瓷晶须增强结构特性，其二次加工，尤其是冲压加工问题一直未能得到良好解决。

晶须增强铝基复合材料内存在大量随机分布的陶瓷晶须，对铝合金基底起着良好的强化作用。但在二次加工过程中，尤其是冲压加工时，由于陶瓷晶须随材料分离过程会形成碎屑脱落，严重污染晶须增强铝基复合材料冲压工作台面。再次对晶须增强铝基复合材料进行冲压时，脱落的晶须碎屑如未经清零，将直接被压入后续零件，形成压痕、凹坑、甚至杂质嵌入等缺陷，严重影响后续零件的加工质量及加工精度。

而作为航空航天用晶须增强铝基复合材料结构件，加工质量及加工精度的微小缺陷和偏差都有可能造成飞行器偏离飞行轨道甚至坠毁的重大事故，因此晶须增强铝基符合材料的冲压加工，尤其是面向航空航天用高精度晶须增强铝基复合材料结构件的冲压加工，必须解决脱落晶须碎屑的清理问题。

而目前传统冲压装备都是以材料成型及加工分离工序为主，均未考虑加工过程中的碎屑清理，因此对于晶须增强铝基复合材料的加工，尤其是面向航空航天用高精度晶须增强铝基复合材料的冲压加工，急需开发具有良好针对性的晶须增强铝基复合材料专用自清理冲压技术。

本发明就是在此背景下提出的。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供了一种晶须增强铝基复合材料自清理冲压平台装置。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种晶须增强铝基复合材料自清理冲压平台装置，包括底座，所述底座上表面焊接有支撑框，所述支撑框上表面右侧焊接有支撑板，所述支撑板侧面焊接有手柄，所述支撑板左侧面上端螺钉紧固有连接架，所述连接架左端焊接有导向筒，所述连接架上表面螺钉紧固有定位架，所述定位架左侧面上端焊接有安装杆，所述安装杆左端安装有第一电机，所述第一电机中部安装有转盘，所述转盘侧面焊接有第二齿条，所述导向筒内部套有滑杆，所述滑杆右侧面焊接有第一齿条，所述滑杆内部左侧面纵向开设有导槽，所述导槽上套有第一螺旋弹簧，所述滑杆下端焊接有连接板，所述连接板中部套有第二转轴，所述第二转轴表面前端套装有套环，所述套环侧面焊接有摇柄，所述摇柄上安装有紧固螺钉，所述第二转轴表面后侧焊接有旋转板，所述旋转板四周均焊接有冲头，所述支撑框上方设置有转筒，所述转筒前后方对称设置有导向板，所述导向板内侧安装有刮板，所述刮板与导向板之间连接有螺杆，所述转筒内部套装有第一转轴，所述第一转轴左右两端分别设置有第一支撑架和第二支撑架，所述第二支撑架右侧面焊接有定位环，所述定位环内部套装有第二电机，所述第一支撑架和第二支撑架下端均设置有控制组件，所述控制组件内部包括第一接触片、第二接触片、第三接触片和第四接触片，所述第四接触片外套有第二螺旋弹簧，所述第二螺旋弹簧顶端安装有滑板，所述第三接触片安装在滑板下表面，所述第二接触片安装在滑板上表面，所述第一接触片安装在支撑框内部顶面，所述支撑框表面右侧安装有抽料泵，所述支撑框侧面中部螺钉紧固有通料管，所述通料管与抽料泵之间接通有导管。

作为优选，所述导管为橡胶软管且分别与通料管和抽料泵相通，通料管为空心管结构且表面均匀开有通孔。

作为优选，所述刮板为弧形结构且与螺杆之间活动连接，螺杆与导向板螺纹配合。

作为优选，所述第一支撑架和第二支撑架均为杆状结构且均与支撑框滑动配合，第一支撑架和第二支撑架的底端均与滑板粘合配合。

作为优选，所述第一接触片、第二接触片、第三接触片和第四接触片均为铜质材料制成，第一接触片与第二电机之间接通有导线，第四接触片与抽料泵之间接通有导线，第一支撑架和第二支撑架均为绝缘材料制成，滑板为绝缘材料制成，第二螺旋弹簧为绝缘的橡胶弹簧构成。

作为优选，所述连接板上开设有与紧固螺钉对应的螺孔。

作为优选，所述冲头在旋转板的不同方位设置的形状不同且为钢制材料制成。

作为优选，所述第二齿条分布在转盘外半周，第一齿条与第二齿条啮合配合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明合理利用不同形状的晶须增强铝基复合材料冲压用冲头，可以根据晶须增强铝基复合材料冲压的需求，对不同形状的晶须增强铝基复合材料冲压用冲头进行快速更换，实现了对晶须增强铝基复合材料冲压用冲头的快速更换，冲头分为锥形的、弧形的，也有平板的，进而就扩大了对晶须增强铝基复合材料冲压的范围，满足多种情境下的冲压需求；

2、本发明利用第一接触片、第二接触片、第三接触片和第四接触片的配合，可以实现对第二电机和抽料泵的控制，将需要冲压的晶须增强铝基复合材料放置在转筒上的时候使转筒停止转动，随着晶须增强铝基复合材料的冲压，结合第三接触片和第四接触片可以将抽料泵进行通电，进而在冲压的过程中通过抽风的方式将产生的碎屑进行收集，避免在对晶须增强铝基复合材料冲压的时候使较多的晶须进行飘散，进一步保证了晶须增强铝基复合材料冲压台面的整洁；

3、通过刮板的设置，进而可以实现对转筒上晶须增强铝基复合材料的晶须等杂质的清理，而这种清理是将需要冲压的晶须增强铝基复合材料拿起后实现自动清理的，进而使得该晶须增强铝基复合材料冲压设备更加整洁；

4、通过第一电机的驱动，结合第一齿条和第二齿条的配合，进而会实现晶须增强铝基复合材料冲压用冲头对晶须增强铝基复合材料的冲压；

5、本发明一方面可以对晶须增强铝基复合材料冲压用冲头进行更换，满足不同的晶须增强铝基复合材料冲压需求，另外一方面也方便在对晶须增强铝基复合材料冲压的过程中实现对碎屑的清理，使得晶须增强铝基复合材料冲压过程更加整洁，实现自清理的功能，且设计合理，操作方便，安全可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明连接板与第二转轴配合的侧视图。

图3为本发明控制组件的放大图。

图4为本发明导向板与刮板配合的侧视图。

标号说明：A、控制组件，1、抽料泵，2、导管，3、通料管，4、底座，5、支撑框，6、导向板，7、螺杆，8、刮板，9、转筒，10、第一转轴，11、第一支撑架，12、紧固螺钉，13、旋转板，14、冲头，15、摇柄，16、连接板，17、第二转轴，18、套环，19、导向筒，20、导槽，21、第一螺旋弹簧，22、滑杆，23、第一齿条，24、第二齿条，25、第一电机，26、转盘，27、安装杆，28、定位架，29、连接架，30、手柄，31、支撑板，32、定位环，33、第二电机，34、第二支撑架，35、第一接触片，36、第二接触片，37、滑板，38、第三接触片，39、第二螺旋弹簧，40、第四接触片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：

一种晶须增强铝基复合材料自清理冲压装置，包括底座4，所述底座4上表面焊接有支撑框5，所述支撑框5上表面右侧焊接有支撑板31，所述支撑板31侧面焊接有手柄30，所述支撑板31左侧面上端螺钉紧固有连接架29，所述连接架29左端焊接有导向筒19，所述连接架29上表面螺钉紧固有定位架28，所述定位28左侧面上端焊接有安装杆27，所述安装杆27左端安装有第一电机25，所述第一电机25中部安装有转盘26，所述转盘26侧面焊接有第二齿条24，所述导向筒19内部套有滑杆22，所述滑杆22右侧面焊接有第一齿条23，所述滑杆22内部左侧面纵向开设有导槽20，所述导槽20上套有第一螺旋弹簧21，所述滑杆22下端焊接有连接板16，所述连接板16中部套有第二转轴17，所述第二转轴17表面前端套装有套环18，所述套环18侧面焊接有摇柄15，所述摇柄15上安装有紧固螺钉12，所述第二转轴17表面后侧焊接有旋转板13，所述旋转板13四周均焊接有冲头14，所述支撑框5上方设置有转筒9，所述转筒9前后方对称设置有导向板6，所述导向板6内侧安装有刮板8，所述刮板8与导向板6之间连接有螺杆7，所述转筒9内部套装有第一转轴10，所述第一转轴10左右两端分别设置有第一支撑架11和第二支撑架34，所述第二支撑架34右侧面焊接有定位环32，所述定位环32内部套装有第二电机33，所述第一支撑架11和第二支撑架34下端均设置有控制组件A，所述控制组件A内部包括第一接触片35、第二接触片36、第三接触片38和第四接触片40，所述第四接触片40外套有第二螺旋弹簧39，所述第二螺旋弹簧39顶端安装有滑板37，所述第三接触片38安装在滑板37下表面，所述第二接触片36安装在滑板37上表面，所述第一接触片35安装在支撑框5内部顶面，所述支撑框5表面右侧安装有抽料泵1，所述支撑框5侧面中部螺钉紧固有通料管3，所述通料管3与抽料泵1之间接通有导管2。

所述导管2为橡胶软管且分别与通料管3和抽料泵1相通，通料管3为空心管结构且表面均匀开有通孔。

所述刮板8为弧形结构且与螺杆7之间活动连接，螺杆7与导向板6螺纹配合。

所述第一支撑架11和第二支撑架34均为杆状结构且均与支撑框5滑动配合，第一支撑架11和第二支撑架34的底端均与滑板37粘合配合。

所述第一接触片35、第二接触片36、第三接触片38和第四接触片40均为铜质材料制成，第一接触片35与第二电机33之间接通有导线，第四接触片40与抽料泵1之间接通有导线，第一支撑架11和第二支撑架34均为绝缘材料制成，滑板37为绝缘材料制成，第二螺旋弹簧39为绝缘的橡胶弹簧构成。

所述连接板16上开设有与紧固螺钉12对应的螺孔。

所述冲头14在旋转板13的不同方位设置的形状不同且为钢制材料制成。

所述第二齿条24分布在转盘26外半周，第一齿条23与第二齿条24啮合配合。

操作步骤：需要对晶须增强铝基复合材料进行冲压操作的时候，根据晶须增强铝基复合材料冲压工艺的要求，对紧固螺钉12进行松动，然后对摇柄15进行转动调整，进而实现对旋转板13的转动，对不同形状的晶须增强铝基复合材料冲压用冲头14进行切换，根据晶须增强铝基复合材料冲压的不同需求使用不同形状的冲头14，首先将第二接触片36和第三接触片38接通附近的电源，此时，由于第二螺旋弹簧39的弹力作用会对滑板37向上推动，使第一支撑架11和第二支撑架34上升，使第一接触片35和第二接触片36进行接触，进而将第二电机33通电，使第二电机33带动转筒9转动，使刮板8与转筒9接触，实现对转筒9表面晶须增强铝基复合材料冲压产生的杂质进行清理，将需要冲压的晶须增强铝基复合材料放置在转筒9上，将会由于重力作用对转筒9进行按压，使得第一支撑架11和第二支撑架34向下滑动，进而就会使得第一接触片35和第二接触片36进行分离，将第二电机33进行断电，使转筒9停止转动，将第一电机25的开关打开，第一电机25会带动转盘26转动，通过第一齿条23和第二齿条24的配合，再结合第一螺旋弹簧21的弹力作用，会使得滑杆22进行上下滑动，使晶须增强铝基复合材料冲压用冲头14对放置在转筒9上的晶须增强铝基复合材料进行冲压，晶须增强铝基复合材料的冲压过程中会产生碎屑，尤其是一些晶须碎屑，而对晶须增强铝基复合材料冲压的时候，会使得转筒9继续下降，使第一支撑架11和第二支撑架34下降，进而使第三接触片38和第四接触片40进行接触，将抽料泵1通电，通过通料管3对晶须增强铝基复合材料冲压产生的碎屑进行抽取，将抽料泵1的出料端外接管道，将抽取的晶须增强铝基复合材料冲压时产生的碎屑收集到容器内，从而使得该晶须增强铝基复合材料用冲压设备便于清理。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种晶须增强铝基复合材料自清理冲压装置，包括底座（4），其特征在于：所述底座（4）上表面焊接有支撑框（5），所述支撑框（5）上表面右侧焊接有支撑板（31），所述支撑板（31）侧面焊接有手柄（30），所述支撑板（31）左侧面上端螺钉紧固有连接架（29），所述连接架（29）左端焊接有导向筒（19），所述连接架（29）上表面螺钉紧固有定位架（28），所述定位（28）左侧面上端焊接有安装杆（27），所述安装杆（27）左端安装有第一电机（25），所述第一电机（25）中部安装有转盘（26），所述转盘（26）侧面焊接有第二齿条（24），所述导向筒（19）内部套有滑杆（22），所述滑杆（22）右侧面焊接有第一齿条（23），所述滑杆（22）内部左侧面纵向开设有导槽（20），所述导槽（20）上套有第一螺旋弹簧（21），所述滑杆（22）下端焊接有连接板（16），所述连接板（16）中部套有第二转轴（17），所述第二转轴（17）表面前端套装有套环（18），所述套环（18）侧面焊接有摇柄（15），所述摇柄（15）上安装有紧固螺钉（12），所述第二转轴（17）表面后侧焊接有旋转板（13），所述旋转板（13）四周均焊接有冲头（14），所述支撑框（5）上方设置有转筒（9），所述转筒（9）前后方对称设置有导向板（6），所述导向板（6）内侧安装有刮板（8），所述刮板（8）与导向板（6）之间连接有螺杆（7），所述转筒（9）内部套装有第一转轴（10），所述第一转轴（10）左右两端分别设置有第一支撑架（11）和第二支撑架（34），所述第二支撑架（34）右侧面焊接有定位环（32），所述定位环（32）内部套装有第二电机（33），所述第一支撑架（11）和第二支撑架（34）下端均设置有控制组件（A），所述控制组件（A）内部包括第一接触片（35）、第二接触片（36）、第三接触片（38）和第四接触片（40），所述第四接触片（40）外套有第二螺旋弹簧（39），所述第二螺旋弹簧（39）顶端安装有滑板（37），所述第三接触片（38）安装在滑板（37）下表面，所述第二接触片（36）安装在滑板（37）上表面，所述第一接触片（35）安装在支撑框（5）内部顶面，所述支撑框（5）表面右侧安装有抽料泵（1），所述支撑框（5）侧面中部螺钉紧固有通料管（3），所述通料管（3）与抽料泵（1）之间接通有导管（2）。

2.根据权利要求1所述的一种晶须增强铝基复合材料自清理冲压装置，其特征在于：所述导管（2）为橡胶软管且分别与通料管（3）和抽料泵（1）相通，通料管（3）为空心管结构且表面均匀开有通孔。

3.根据权利要求1所述的一种晶须增强铝基复合材料自清理冲压装置，其特征在于：所述刮板（8）为弧形结构且与螺杆（7）之间活动连接，螺杆（7）与导向板（6）螺纹配合。

4.根据权利要求1所述的一种晶须增强铝基复合材料自清理冲压装置，其特征在于：所述第一支撑架（11）和第二支撑架（34）均为杆状结构且均与支撑框（5）滑动配合，第一支撑架（11）和第二支撑架（34）的底端均与滑板（37）粘合配合。

5.根据权利要求1所述的一种晶须增强铝基复合材料自清理冲压装置，其特征在于：所述第一接触片（35）、第二接触片（36）、第三接触片（38）和第四接触片（40）均为铜质材料制成，第一接触片（35）与第二电机（33）之间接通有导线，第四接触片（40）与抽料泵（1）之间接通有导线，第一支撑架（11）和第二支撑架（34）均为绝缘材料制成，滑板（37）为绝缘材料制成，第二螺旋弹簧（39）为绝缘的橡胶弹簧构成。

6.根据权利要求1所述的一种晶须增强铝基复合材料自清理冲压装置，其特征在于：所述连接板（16）上开设有与紧固螺钉（12）对应的螺孔。

7.根据权利要求1所述的一种晶须增强铝基复合材料自清理冲压装置，其特征在于：所述冲头（14）在旋转板（13）的不同方位设置的形状不同且为钢制材料制成。

8.根据权利要求1所述的一种晶须增强铝基复合材料自清理冲压装置，其特征在于：所述第二齿条（24）分布在转盘（26）外半周，第一齿条（23）与第二齿条（24）啮合配合。

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