CN116117899B - 一种碳纤维复合材料切削加工装置及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及碳纤维复合材料加工技术领域，尤其是一种碳纤维复合材料切削加工装置及其加工方法。所述碳纤维复合材料切削加工装置，包括：主体座，所述主体座的两侧对称固定安装有两个支撑平台，所述支撑平台上设置有用于对碳纤维复合板进行切削且带有直线往复运动功能的切削机构。本发明提供的一种碳纤维复合材料切削加工装置，通过设置带有翻转和夹持功能的安装机构，除了具备基本的对碳纤维复合板进行夹持固定功能以外，在完成第一次切削加工作业后，还可以带动碳纤维复合板翻转一百八十度，在整个切削过程中，产生的碎屑废料均可以向下排出，有助于避免碎屑向上扬起，而导致碎屑废料四处散落的问题。

Description

一种碳纤维复合材料切削加工装置及其加工方法

技术领域

本发明涉及碳纤维复合材料加工领域，尤其涉及一种碳纤维复合材料切削加工装置其加工方法。

背景技术

碳纤维复合材料是由有机纤维经过一系列热处理转化而成，属于含碳量高于90％的无机高性能纤维，是一种力学性能优异的新材料，具有碳材料的固有本性特征，又兼备纺织纤维的柔软可加工性。

相关技术中，公开了部分关于碳纤维复合材料切削的专利文件，具体为公开号CN105136600A，公开了一种提高碳纤维复合材料直角切削实验精度的方法，包括样件通过直线电机动子搭载，通过三轴磨床进行预处理，去除初始面下损伤区域，并使其待加工表面具有高平面度，利用超景深显微装置进行精确对刀从而保证实际切深与实验预设值相同，提高直角切削实验的精度。

然而，在制造一些用于拼接组装的碳纤维部件时，会使用到上述的碳纤维复合材料直角切削装置，在碳纤维复合板两端切削出两个对称的直角槽口，使得碳纤维复合板的两端最终形成厚度低于其自身的插接结构，但是在对碳纤维复合板进行直角槽口的切削过程中，需要分别对碳纤维复合板端部的上下两个面进行直角槽口切削，而在切削过程中会产生大量的碎屑废料，尤其在对碳纤维复合板上端面切削过程中，产生的碎屑会向上扬起，之后这些碎屑会散落在加工装置、碳纤维复合板以及外部环境中，不仅降低了周围环境的空气质量，可能会危害到工作人员的身体健康，而且四处散落的碎屑废料，还需要工作人员手动清理，增加了工作人员的工作负担，进而会影响加工速度。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种碳纤维复合材料切削加工装置其加工方法。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种碳纤维复合材料切削加工装置，包括：主体座，所述主体座的两侧对称固定安装有两个支撑平台，所述支撑平台上设置有用于对碳纤维复合板进行切削且带有直线往复运动功能的切削机构，所述主体座的中部设置有用于对所述碳纤维复合板夹持固定且带有翻转功能的安装机构，所述安装机构包括固定安装在所述主体座两个内侧壁之间的支座，所述支座上转动安装有用于对碳纤维复合进行夹持固定的夹持部件，所述支座上设置有用于驱动所述夹持部件翻转的驱动部件；

所述主体座的下端活动放置有开口朝上设置的废料收集斗，所述支撑平台的顶部均开设有朝向所述废料收集斗开口的排料槽口，在所述切削机构对所述碳纤维复合板端部的上下端面进行切削过程中，通过所述安装机构的翻转活动，使得切削过程中产生的废料始终向下排出至所述排料槽口中，并由所述排料槽口导入所述废料收集斗中。

优选的，所述支撑平台的顶部开设有限位滑槽，所述切削机构包括驱动电机和滑动座，所述驱动电机固定安装在所述支撑平台的侧端面上，所述滑动座滑动安装在所述支撑平台的顶部，且所述滑动座的底部与所述限位滑槽之间滑动连接，所述限位滑槽内部沿水平方向转动安装有丝杆，所述丝杆的一端转动贯穿所述支撑平台的侧端面后与所述驱动电机的输出端固定连接，所述丝杆的外侧与所述滑动座的底部螺纹连接，所述滑动座靠近所述主体座的一侧固定安装有打磨电机，所述打磨电机的输出端固定连接有用于对所述碳纤维复合板进行切削处理的切削头。

优选的，所述夹持部件包括转动安装在所述支座上端中部的翻转架，所述翻转架靠近所述切削机构的一侧的两端均滑动插接有夹座，所述夹座的顶部与底部对称固定安装有气缸，所述气缸的伸缩端朝向所述夹座的中部固定安装有夹紧板，所述支座两个相对的侧壁上均开设有滑动限制槽，两个所述夹座与所述翻转架滑动插接的插接段侧面均固定安装有限位滚轮，所述限位滚轮与对应位置的所述滑动限制槽滑动连接，所述滑动限制槽的内壁下表面开设有拨动槽。

优选的，所述驱动部件包括转动电机和第一齿轮，所述转动电机固定安装在所述支座的顶部，所述第一齿轮固定套装在所述翻转架转动轴的中部，所述转动电机的输出端固定安装有与所述第一齿轮相啮合的第二齿轮。

优选的，所述安装机构还包括用于对所述夹持部件进行位置锁定的锁定部件，所述锁定部件包括四个固定安装在所述支座顶部的并呈矩形阵列分布的限位柱体，所述限位柱体的内部开设有活动槽，所述活动槽的上端滑动安装有活动卡轴，所述活动卡轴的端部与所述活动槽之间固定安装有连接弹簧；

所述翻转架靠近所述限位柱体的一侧开设有与所述活动卡轴相适配的卡孔，所述活动卡轴远离所述连接弹簧的一端滑动贯穿所述限位柱体后与所述卡孔相卡接，所述翻转架靠近所述限位柱体的一侧开设有两个上下对称分布的挤压槽口，所述挤压槽口的两侧所述挤压槽口用于对经过挤压槽口的所述活动卡轴进行推动引导，所述活动槽内设置有用于触发所述活动卡轴退回至所述活动槽内的触发组件；

所述挤压槽口具有两个对称设置的第一引导面、第二引导面及定位弧形槽，所述定位弧形槽与卡孔连通。

优选的，所述触发组件包括滑动安装在所述活动槽的内部挤压件和斜面槽口，所述斜面槽口开设在所述活动卡轴的底面上，所述挤压件的上端带有与所述斜面槽口适配的斜面，所述挤压件的下端通过第一弹性支撑件与所述活动槽滑动连接，所述挤压件上端斜面与所述斜面槽口相贴合，所述挤压件的底端先后滑动贯穿所述限位柱体和所述主体座后固定安装有受压块，所述受压块上对称设有两个接触挤压面，所述滑动座靠近所述主体座的一侧固定安装有用于推动所述受压块上移的推动件，在所述切削机构对所述碳纤维复合板完成第一次切削作业之后的过程中，通过所述切削机构驱动所述推动件与所述受压块接触，使得所述锁定部件解除对所述夹持部件的锁定作用。

优选的，所述主体座靠近所述切削机构的一侧固定安装有两个对称分布的按压开关，两个所述按压开关分别用于控制所述转动电机正向、反向转动，所述按压开关对应设置在所述受压块的正上方，在所述受压块上移至最大高度时，所述受压块正好触发所述按压开关启动。

优选的，所述安装机构还包括两个用于对所述碳纤维复合板端部夹持的端部稳定部件，所述端部稳定部件包括两个对称固定安装在所述主体座顶部的固定座，所述固定座的外侧开设有滑动槽，所述滑动槽的内壁上滑动设置有活动稳定板，所述活动稳定板的端面与所述滑动槽的内壁之间固定安装有通过第二弹性支撑件，所述活动稳定板靠近所述固定座的一侧并排转动安装有多个导向滚轮，所述导向滚轮的上端设置成弧面形式。

优选的，所述安装机构还包括两个对应安装在所述挤压件外侧的抵紧部件，所述抵紧部件包括固定安装在所述挤压件外侧的连接件，所述连接件的上端转动安装有与所述活动稳定板平齐的抵紧滚轮。

一种碳纤维复合材料切削加工的方法，包括以下步骤：

S1、先将所述碳纤维复合板安装在所述安装机构上；

S2、通过两个所述切削机构同步直线活动，对所述碳纤维复合板的两个端部下端面进行第一次槽口切削处理；

S3、之后，所述安装机构驱动所述碳纤维复合板翻转一百八十度，所述切削机构开始对所述碳纤维复合板端部的另一面进行第二次槽口切削处理；

S4、在两次切削过程中，产生的废料直接由所述排料槽口排入所述废料收集斗中，两次切削作业完成后，将切削好的所述碳纤维复合板取下，两个所述切削机构退回，同时所述安装机构再次翻转复位。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)通过设置带有翻转和夹持功能的安装机构，除了具备基本的对碳纤维复合板进行夹持固定功能以外，在完成第一次切削加工作业后，还可以带动碳纤维复合板翻转一百八十度，使得碳纤维复合板被切削的端面仍然朝下，在整个切削过程中，产生的碎屑废料均可以向下排出，且大部分碎屑废料的均被集中收集在废料收集斗中，有助于避免碎屑向上扬起，而导致碎屑废料四处散落的问题；一方面，有助于改善切削装置加工作业时周围的空气质量，从而减少对工作人员的身体危害；另一方面，在加工过程中以及加工完成后，工作人员都无需进行过多的手动清理操作，减轻了工作人员的工作负担，进而有助于加快工作速度。

(2)通过驱动部件和夹持部件之间的配合使用，一方面，实现了对碳纤维复合板的翻转功能，使得碳纤维复合板切削面始终朝下；另一方面，还实现了对碳纤维复合板的转移功能，在对碳纤维复合板完成翻转后，碳纤维复合板已经被转移至主体座的下料位置，省去了单独对碳纤维复合板转移操作，进而简化了碳纤维复合板加工流程，有助于加快对碳纤维复合板的切削速度，同时，无需在另外设置输送机构对碳纤维复合板进行直线输送转移，有助于降低切削装置的生产和使用成本

附图说明

图1为本发明提供的碳纤维复合材料切削加工方法的流程图。

图2为本发明提供的碳纤维复合材料切削加工装置的结构示意图。

图3为本发明提供的主体座内部的结构示意图。

图4为本发明提供的安装机构的结构示意图。

图5为本发明提供的夹持部件和驱动部件之间的结构示意图。

图6为图5所示的A区域的局部放大图。

图7为本发明提供支座和锁定部件之间的结构示意图。

图8为本发明提供的锁定部件局部位置的剖切图。

图9为本发明提供的主体座和支撑平台之间的结构示意图。

图10为本发明提供的切削机构的结构示意图。

图11为本发明提供端部稳定机构的结构示意图。

图12为本发明提供的碳纤维复合材料切削加工装置的俯视图。

图13为图12所示的B区域的局部放大图。

图14图12所示的A-A面的剖视图。

图15为图14所示的C区域的局部放大图。

图16为本发明提供的碳纤维复合材料的切削状态变化图。

图中：1、主体座；2、支撑平台；3、切削机构；31、驱动电机；32、滑动座；32、打磨电机；33、丝杆；34、切削头；35、按压开关；4、安装机构；41、支座；42、夹持部件；421、翻转架；422、夹座；423、气缸；424、夹紧板；425、限位滚轮；426、卡孔；427、挤压槽口；4271、第一引导面；4272、第二引导面；4273、定位弧形槽；43、驱动部件；431、转动电机；432、第一齿轮；433、第二齿轮；44、滑动限制槽；441、拨动槽；45、锁定部件；451、限位柱体；452、活动槽；453、活动卡轴；4531、斜面槽口；454、连接弹簧；455、触发组件；4551、挤压件；4552、第一弹性支撑件；4553、受压块；4554、推动件；46、端部稳定部件；461、固定座；462、第二弹性支撑件；463、活动稳定板；464、导向滚轮；47、抵紧部件；471、连接件；472、抵紧滚轮；5、废料收集斗；6、排料槽口；7、限位滑槽；8、碳纤维复合板。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

请结合参阅图1至图16，一种碳纤维复合材料切削加工装置，包括：主体座1，主体座1的两侧对称固定安装有两个支撑平台2，支撑平台2上设置有用于对碳纤维复合板8进行切削且带有直线往复运动功能的切削机构3，主体座1的中部设置有用于对碳纤维复合板8夹持固定且带有翻转功能的安装机构4，安装机构4包括固定安装在主体座1两个内侧壁之间的支座41，支座41上转动安装有用于对碳纤维复合进行夹持固定的夹持部件42，支座41上设置有用于驱动夹持部件42翻转的驱动部件43；

主体座1的下端活动放置有开口朝上设置的废料收集斗5，支撑平台2的顶部均开设有朝向废料收集斗5开口的排料槽口6，在切削机构3对碳纤维复合板8端部的上下端面进行切削过程中，通过安装机构4的翻转活动，使得切削过程中产生的废料始终向下排出至排料槽口6中，并由排料槽口6导入废料收集斗5中。

为了解决在对碳纤维板材进行直角槽口切削过程中，会产生向上扬起的碎屑废料问题，本发明提供的碳纤维复合材料切削加工装置已解决上述问题；

该碳纤维复合材料切削加工装置在使用时，先将碳纤维复合板8安装在安装机构4上，之后，通过两个切削机构3同步运行，可分别对碳纤维复合板8两端的下端面进行第一次直角槽口切削作业，在此切削过程中，由于切削位置位于下端，产生的碎屑废料会直接向下排出，并正好落入下方的排料槽口6中，再由排料槽口6倒入至下方的废料收集斗5中收集起来；

在完成第一次切削作业后，两个切削机构3已经通过了碳纤维复合板8的两端所处的位置并继续直线活动，接着，安装机构4开始翻转，使得碳纤维复合板8原上端面被翻转至下方，当切削机构3再次与碳纤维复合板8接触后，切削机构3开始对碳纤维复合板8的未加工的端面进行第二次的直角槽口切削作业，此过程中，产生的碎屑仍然向下排出，直至第二次切削作业完成，工作人员将切削完成的碳纤维复合板8取下，安装机构4和切削机构3分别复位，并重复上述操作对下一个碳纤维复合板8进行切削作业。

通过设置带有翻转和夹持功能的安装机构4，除了具备基本的对碳纤维复合板8进行夹持固定功能以外，在完成第一次切削加工作业后，还可以带动碳纤维复合板8翻转一百八十度，使得碳纤维复合板8被切削的端面仍然朝下，在整个切削过程中，产生的碎屑废料均可以向下排出，且大部分碎屑废料的均被集中收集在废料收集斗5中，有助于避免碎屑向上扬起，而导致碎屑废料四处散落的问题，一方面，有助于改善切削装置加工作业时周围的空气质量，从而减少对工作人员的身体危害；另一方面，在加工过程中以及加工完成后，工作人员都无需进行过多的手动清理操作，减轻了工作人员的工作负担，进而有助于加快工作速度。

作为本发明的一种实施例，支撑平台2的顶部开设有限位滑槽7，切削机构3包括驱动电机31和滑动座32，驱动电机31固定安装在支撑平台2的侧端面上，滑动座32滑动安装在支撑平台2的顶部，且滑动座32的底部与限位滑槽7之间滑动连接，限位滑槽7内部沿水平方向转动安装有丝杆33，丝杆33的一端转动贯穿支撑平台2的侧端面后与驱动电机31的输出端固定连接，丝杆33的外侧与滑动座32的底部螺纹连接，滑动座32靠近主体座1的一侧固定安装有打磨电机321，打磨电机321的输出端固定连接有用于对碳纤维复合板8进行切削处理的切削头34。

在使用切削机构3对碳纤维复合板8端部进行切削作业过程中，通过驱动电机31转动，由于驱动电机31为减速电机，可以驱动丝杆33缓慢转动，通过丝杆33转动可以带动滑动座32沿着限位滑槽7直线活动，而切削头34同步跟随滑动座32直线活动，并逐渐向碳纤维复合板8端部靠近，最终与碳纤维复合板8端部的下端面接触，开始对下端面进行切削作业，并产生向下的碎屑，直至切削头34顺利通过碳纤维复合板8端部的下端面，第一次切削作业完成，切削头34继续跟随滑动座32直线活动，并再次与翻转后的碳纤维复合板8端部下端面接触，开始进行第二次切削作业，直至切削头34顺利通过碳纤维复合板8端部下端面，切削头34停止转动，驱动电机31也开始反向转动，可带动滑动座32和切削头34同步复位。

通过设置两个对称的切削机构3，可实现对碳纤维复合板8两端同步进行切削作业，减少了对碳纤维复合板8的切削次数，从而有助于加快切削速度，减少工作人员的工作量；另外，采用驱动电机31和丝杆33配合驱动滑动座32和切削头34方式，既满足了切削头34较长距离往复运动的需求，又能够使得切削头34保持平稳状态移动，从而有助于提高对碳纤维复合板8切削精度。

作为本发明的一种实施例，夹持部件42包括转动安装在支座41上端中部的翻转架421，翻转架421靠近切削机构3的一侧的两端均滑动插接有夹座422，夹座422的顶部与底部对称固定安装有气缸423，气缸423的伸缩端朝向夹座422的中部固定安装有夹紧板424，在夹紧板424与碳纤维复合板8接触的一侧可以设有橡胶材质的防护垫，可降低对碳纤维复合板8的损伤，并增加夹持时的摩擦力，支座41两个相对的侧壁上均开设有滑动限制槽44，两个夹座422与翻转架421滑动插接的插接段侧面均固定安装有限位滚轮425，限位滚轮425与对应位置的滑动限制槽44滑动连接，限位滚轮425与滑动限制槽44滑动连接,滑动限制槽44的内壁下表面开设有拨动槽441。

夹持部件42在对碳纤维复合板8夹持固定时，工作人员直接将碳纤维复合板8平放在两个夹座422上，并调整好碳纤维复合板8的位置，使得碳纤维复合板8两端与两个夹座422之间的距离一致，之后，通过四个气缸423同步伸长，可带动位于同一个夹座422上的两个夹紧板424相互靠近，并最终与碳纤维复合板8上下端面贴合，将碳纤维复合板8夹持在夹座422的中部位置，完成对碳纤维复合板8的固定。

通过设置该夹持部件42，主要用于对碳纤维复合板8进行稳定夹持，其中，通过在夹座422上设置上下对称设置两个气缸423和夹紧板424作为夹持部件42，使得被夹持的碳纤维复合板8被稳定的固定在夹座422的中部位置，这样能够保证在夹持部件42在翻转一百八十度后，碳纤维复合板8仍然处于夹座422的中部位置，从而保持切削机构3前后两次的切削厚度基本一致，有助于提升切削机构3的切削精度。

通过驱动部件43和夹持部件42之间的配合使用，一方面，实现了对碳纤维复合板8的翻转功能，使得碳纤维复合板8切削面始终朝下；另一方面，还实现了对碳纤维复合板8的转移功能，在对碳纤维复合板8完成翻转后，碳纤维复合板8已经被转移至主体座1的下料位置，省去了单独对碳纤维复合板8转移操作，进而简化了碳纤维复合板8加工流程，有助于加快对碳纤维复合板8的切削速度，同时，无需在另外设置输送机构对碳纤维复合板8进行直线输送转移，有助于降低切削装置的生产和使用成本；

进一步的实施，将翻转架421的侧面开设有滑动槽，夹座422靠近翻转架421的一侧具有联动销，联动销贯穿翻转架421且延伸至翻转架421侧面的滑动槽内，并且与滑动槽的内壁滑动连接，联动销的侧面与限位滚轮425固定连接；

在对碳纤维复合板8的一个面加工完成并且翻转的过程中，限位滚轮425移动至滑动限制槽44的中间段时，在重力的作用下，夹座422和碳纤维复合板8的整体会压着联动销有个向下移动的趋势，当限位滚轮425移动至拨动槽441处时，会受到拨动槽441顶动，实现限位滚轮425、联动销、夹座422及碳纤维复合板8整体的运动，进而将可能粘黏的碎屑抖落，由于碎屑主要集中碳纤维复合板8的端部，被抖落下来的碎屑可以直接掉落在排料槽口6中，最终排入废料收集斗5中，在减少碎屑的粘黏，避免碎屑残留在碳纤维复合板8的待切削端，进而影响加工的情况发生。

作为本发明的一种实施例，驱动部件43包括转动电机431和第一齿轮432，转动电机431固定安装在支座41的顶部，第一齿轮432固定套装在翻转架421转动轴的中部，转动电机431的输出端固定安装有与第一齿轮432相啮合的第二齿轮433，第二齿轮433直径小于第一齿轮432的直径，通过两者配合转动，对翻转架421起到一定的减速作用。

驱动部件43在驱动夹持部件42翻转时，通过转动电机431转动，使得第二齿轮433带动第一齿轮432同步转动，而翻转架421则跟随第一齿轮432以支座41的中部为转动中心开始翻转，同时翻转架421两侧的限位滚轮425也分别在对应的滑动限制槽44内同步跟随转动，通过限位滚轮425与滑动限制槽44之间的配合滚动，可增加翻转架421翻转过程中的稳定性，直至翻转架421翻转了一百八十度，正好使得碳纤维复合板8下端面与主体座1的顶部贴合，此时转动电机431停止运行，翻转架421和碳纤维复合板8保持静止。

作为本发明的一种实施例，安装机构4还包括用于对夹持部件42进行位置锁定的锁定部件45，锁定部件45包括四个固定安装在支座41顶部的并呈矩形阵列分布的限位柱体451，限位柱体451的内部开设有活动槽452，活动槽452的上端滑动安装有活动卡轴453，活动卡轴453的端部与活动槽452之间固定安装有连接弹簧454，翻转架421靠近限位柱体451的一侧开设有与活动卡轴453相适配的卡孔426，活动卡轴453远离连接弹簧454的一端滑动贯穿限位柱体451后与卡孔426相卡接，翻转架421靠近限位柱体451的一侧开设有两个上下对称分布的挤压槽口427，挤压槽口427的两侧所挤压槽口427用于对经过挤压槽口427的活动卡轴453进行推动引导，活动槽452内设置有用于触发活动卡轴453退回至活动槽452内的触发组件455；

挤压槽口427具有两个对称设置的第一引导面4271、第二引导面4272及定位弧形槽4273，定位弧形槽4273与卡孔426连通。

由于夹持部件42是与支座41之间为铰接状态，使得夹持部件42的稳定性较差，在切削作业过程中，可能会引起碳纤维复合板8发生轻微活动，因此，通过设置锁定部件45对处于静止状态的夹持部件42进行位置锁定；

在夹持部件42处于静止状态时，通过与其靠近一侧的两个活动卡轴453与翻转架421的两个卡孔426卡接，进而对翻转架421进行固定，而当翻转架421需要翻转时，通过触发组件455带动活动卡轴453收缩至活动槽452内，之后翻转架421不再受到限制，便可以进行转动，当翻转架421转动至与另一侧的两个限位柱体451位置时，挤压槽口427开始与活动卡轴453的端部接触，并同步对活动卡轴453产生挤压作用，使得活动卡轴453逐渐收缩至活动槽452内，并压缩连接弹簧454，最终使得活动卡轴453向活动槽452内收缩，进而取消活动卡轴453与卡孔426的卡接，当翻转架421转动至一百八十度的过程中，活动卡轴453会先与经过的挤压槽口427进行对上，然后在第一引导面4271、第二引导面4272及定位弧形槽4273的引导纠正过程中，使得活动卡轴453收缩后可以吻合在定位弧形槽4273内，直至到达翻转180度时，活动卡轴453与卡孔426对上，在弹性力的推动下，活动卡轴453在连接弹簧454的弹力作用下最终与卡孔426卡接，完成对翻转后的翻转架421自动卡接操作，实现了精准定位，有利于避免夹座422和碳纤维复合板8的整体在切削加工的过程中发生晃动，并且在翻转的过程中可以产生抖动，一方面方便清理碎屑，另一方面又保证了加工的稳定性；

通过设置该锁定部件45，主要用于对夹持部件42进一步稳固，在切削作业过程中，有助于降低切削机构3对夹持部件42造成的影响程度，使得碳纤维复合板8保持稳固，进而有利于提升对碳纤维复合板8切削精度。

作为本发明的一种实施例，触发组件455包括滑动安装在活动槽452的内部挤压件4551和斜面槽口4531，斜面槽口4531开设在活动卡轴453的底面上，挤压件4551的上端带有与斜面槽口4531适配的斜面，挤压件4551的下端通过第一弹性支撑件4552与活动槽452滑动连接，第一弹性支撑件4552是由圆杆和套设在圆杆外侧的弹簧组成，第一弹性支撑件4552垂直固定安装在活动槽452内，挤压件4551上端斜面与斜面槽口4531相贴合，挤压件4551的底端先后滑动贯穿限位柱体451和主体座1后固定安装有受压块4553，受压块4553上对称设有两个接触挤压面，滑动座32靠近主体座1的一侧固定安装有用于推动受压块4553上移的推动件4554，推动件4554是由连接杆和转动安装在连接杆端部的滚轮组成，在切削机构3对碳纤维复合板8完成第一次切削作业之后的过程中，通过切削机构3驱动推动件4554与受压块4553接触，使得锁定部件45解除对夹持部件42的锁定作用。

为了实现在切削机构3完成切削作业后，使得锁定部件45同步处于解锁状态，而夹持部件42可以进行翻转，本发明进一步设置了触发组件455实现该功能，该触发组件455在使用时，切削头34顺利通过碳纤维复合板8的端面完成第一次切削作业后，而推动件4554跟随滑动座32一起移动，当推动件4554移动至与受压块4553的斜面接触时，随着推动件4554的继续移动，可对受压块4553产生向上的推力，进而带动挤压件4551向上活动，而第一弹性支撑件4552受到挤压件4551的挤压而收缩，通过挤压件4551上移使其顶端斜面可对活动卡轴453上的斜面槽口4531产生水平挤压力，可使得活动卡轴453开始向活动槽452内部收缩，并压缩连接弹簧454，直至推动件4554移动至受压块4553的底部端面位置，受压块4553到达最高位置，正好使得挤压件4551将活动卡轴453挤压至完全收缩在活动槽452内部状态，进而解除对翻转架421的锁定作用，之后翻转架421在驱动部件43的运行作用下，可以进行翻转动作；

在切削头34对翻转后的对碳纤维复合板8完成第二次切削作业后，可带动挤压件4551与另外一个受压块4553接触，并再次出发活动卡轴453解锁，使得翻转架421可以反向翻转复位。

通过设置锁定部件45与切削机构3之间配合使用，利用切削机构3直线活动来同步带动挤压件4551活动并与受压块4553接触，以完成对夹持部件42的解锁操作，在切削机构3完成一次切削作业后，可使得驱动部件43可以顺利的驱动夹持部件42完成翻转动作，实现了在切削机构3持续的直线运动过程中，可完成对碳纤维复合板8端部的上下端面分别进行切削作业的功能，一方面，使得整个加工过程可以连续的一次加工完成，有利于加快切削加工的速度，另一方面，在切削头34的移动过程中，切削头34的移动速度以及所处高度均保持不变，有利于前后两次的切削加工效果保持一致，从而有利于提升对碳纤维复合板8的切削精度。

作为本发明的一种实施例，主体座1靠近切削机构3的一侧固定安装有两个对称分布的按压开关35，两个按压开关35分别用于控制转动电机431正向、反向转动，按压开关35对应设置在受压块4553的正上方，在受压块4553上移至最大高度时，受压块4553正好触发按压开关35启动。

在通过触发组件455触发活动卡轴453解锁后，为了确保驱动部件43能够紧随其后开始运行，来驱动夹持部件42进行翻转，通过设置两个控制驱动电机31正反转动的按压开关35，能够在受压块4553到达最高位置后，即锁定部件45处于解锁状态，同时触发按压开关35被启动，此时驱动部件43便可以紧随其后的驱动夹持部件42完成翻转动作了，实现了切削、解锁、翻转操作的依次进行的功能，减少了整个切削加工过程中等待时间，从而有助于推进整体的加工进程。

作为本发明的一种实施例，安装机构4还包括两个用于对碳纤维复合板8端部夹持的端部稳定部件46，端部稳定部件46包括两个对称固定安装在主体座1顶部的固定座461，固定座461的外侧通过第二弹性支撑件462滑动安装有活动稳定板463，第二弹簧支撑件是由圆杆和套接在圆杆外侧的弹簧组成，活动稳定板463靠近固定座461的一侧并排转动安装有多个导向滚轮464，导向滚轮464的上端设置成弧面形式。

在将碳纤维复合板8安装在夹持部件42过程中，为了使得碳纤维复合板8快速与夹持部件42对齐，已到达所需的夹持位置，通过设置该稳定部件来实现上述功能，稳定部件在使用时，工作人员只需将碳纤维复合板8平放，并使其两端分别与活动稳定板463接触，然后便可以直接水平推动碳纤维复合板8向夹座422方向移动，此时，碳纤维复合板8的端部与导向滚轮464接触，在导向滚轮464的滚动作用下，可使得碳纤维复合板8顺利进入到夹座422中，若碳纤维复合板8的长度大于两个活动稳定板463的间距，在碳纤维复合板8端部的挤压作用下，可使得活动稳定板463向外侧滑动，并压缩第二弹性支撑件462，直至活动稳定板463移动至碳纤维复合板8长度匹配的位置；

在对碳纤维复合板8进行上料时，将碳纤维复合板8的两端对接到活动稳定板463上，在弹性支撑机构的支撑下，对碳纤维复合板8进行支撑限位，通过两个活动稳定板463与碳纤维复合板8的两端配合挤压接触作用下，对碳纤维复合板8的两端起到了限位作用，使得碳纤维复合板8的两端能够快速的到达所需安装位置，无需工作人员反复调节，使得碳纤维复合板8的安装操作更加方便，也更加精准。

作为本发明的一种实施例，安装机构4还包括两个对应安装在挤压件4551外侧的抵紧部件47，抵紧部件47包括固定安装在挤压件4551外侧的连接件471，连接件471的上端转动安装有与活动稳定板463平齐的抵紧滚轮472。

在对碳纤维复合板8切削过程中，由于端部稳定部件46具有一定的弹性，对碳纤维复合板8端部的固定效果仍有不足，因此，为了避免发生碳纤维复合板8两端发生轻微的晃动，通过设置抵紧部件47与稳定部件配合使用，以实现上述功能；

抵紧部件47在使用时，即切削头34开始对碳纤维复合板8端面进行切削，此时，连接件471和抵紧滚轮472跟随滑动座32同步移动，会使得抵紧滚轮472先于切削头34与活动稳定板463接触，并在抵紧滚轮472移动过程中对活动稳定板463产生水平推力，之后，切削头34开始对碳纤维复合板8进行切削处理，在此过程中，在抵紧滚轮472的挤压作用下，可使得活动稳定板463保持相对稳定状态，不会发生轻微的晃动，有利于提升切削头34的切削精度，便于后续与其他部件顺利组装；

在夹持部件42翻转过程中，与另一侧的端部稳定部件46配合时，碳纤维复合板8的端部会先与活动稳定板463上的滚轮上端接触，由于滚轮上端为弧面，可使得碳纤维复合板8端部顺利向下通过滚轮，并对滚轮产生挤压力，使得活动稳定板463展开，以确保翻转后的碳纤维复合板8顺利与另一侧的端部稳定板配合使用，主要说明的是，位于翻转架421翻转后一侧的端部稳定部件46，是对碳纤维复合板8切削后的直角槽口端面接触，因此，在对碳纤维复合板8起到加固作用的同时，不会影响到切削头34对碳纤维复合板8进行第二次切削加工处理。

另外，本发明还提供了一种碳纤维复合材料切削加工的方法，包括以下步骤：

S1、先将碳纤维复合板8安装在夹持部件42上，通过夹持部件42和端部稳定部件46配合作用，可将碳纤维复合板8夹持在夹座422的中部位置；

S2、通过两个切削机构3同步直线活动，先对碳纤维复合板8的两个端部下端面进行第一次槽口切削处理，在切削过程中，通过抵紧部件47与端部稳定部件46之间配合活动，并在夹持部件42以及锁定部件45的配合作用下，使得碳纤维复合板8在切削过程中保持稳固，在第一次切削作业完成后，切削部件触发解锁部件解锁，之后，驱动部件43被触发启动；

S3、然后，通过驱动部件43驱动夹持部件42翻转，而切削机构3继续移动，在夹持部件42翻转一百八十度过程中，夹持部件42自动与另一侧的锁定部件45锁定，之后，切削机构3移动至翻转后的碳纤维复合板8位置，开始对碳纤维复合板8端部的另一面进行第二次槽口切削处理；

S4、在两次切削过程中，产生的废料直接由排料槽口排入废料收集斗5中，第二次切削作业完成后，将切削好的碳纤维复合板8取下，两个切削机构3退回，同时触发驱动部件43驱动夹持部件42翻转，使得夹持部件42再次与初始位置的锁定部件45自动锁定，重复上述步骤，对下一个碳纤维复合板8进行切削加工处理。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内，本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种碳纤维复合材料切削加工装置，包括：主体座（1），所述主体座（1）的两侧对称固定安装有两个支撑平台（2），所述支撑平台（2）上设置有用于对碳纤维复合板（8）进行切削且带有直线往复运动功能的切削机构（3），其特征在于，所述主体座（1）的中部设置有用于对所述碳纤维复合板（8）夹持固定且带有翻转功能的安装机构（4），所述安装机构（4）包括固定安装在所述主体座（1）两个内侧壁之间的支座（41），所述支座（41）上转动安装有用于对碳纤维复合进行夹持固定的夹持部件（42），所述支座（41）上设置有用于驱动所述夹持部件（42）翻转的驱动部件（43）；

所述主体座（1）的下端活动放置有开口朝上设置的废料收集斗（5），所述支撑平台（2）的顶部均开设有朝向所述废料收集斗（5）开口的排料槽口（6），在所述切削机构（3）对所述碳纤维复合板（8）端部的上下端面进行切削过程中，通过所述安装机构（4）的翻转活动，使得切削过程中产生的废料始终向下排出至所述排料槽口（6）中，并由所述排料槽口（6）导入所述废料收集斗（5）中；

所述支撑平台（2）的顶部开设有限位滑槽（7），所述切削机构（3）包括驱动电机（31）和滑动座（32），所述驱动电机（31）固定安装在所述支撑平台（2）的侧端面上，所述滑动座（32）滑动安装在所述支撑平台（2）的顶部，且所述滑动座（32）的底部与所述限位滑槽（7）之间滑动连接，所述限位滑槽（7）内部沿水平方向转动安装有丝杆（33），所述丝杆（33）的一端转动贯穿所述支撑平台（2）的侧端面后与所述驱动电机（31）的输出端固定连接，所述丝杆（33）的外侧与所述滑动座（32）的底部螺纹连接，所述滑动座（32）靠近所述主体座（1）的一侧固定安装有打磨电机（321），所述打磨电机（321）的输出端固定连接有用于对所述碳纤维复合板（8）进行切削处理的切削头（34）；

所述夹持部件（42）包括转动安装在所述支座（41）上端中部的翻转架（421），所述翻转架（421）靠近所述切削机构（3）的一侧的两端均滑动插接有夹座（422），所述夹座（422）的顶部与底部对称固定安装有气缸（423），所述气缸（423）的伸缩端朝向所述夹座（422）的中部固定安装有夹紧板（424），所述支座（41）两个相对的侧壁上均开设有滑动限制槽（44），两个所述夹座（422）与所述翻转架（421）滑动插接的插接段侧面均固定安装有限位滚轮（425），所述限位滚轮（425）与对应位置的所述滑动限制槽（44）滑动连接，所述滑动限制槽（44）的内壁下表面开设有拨动槽（441）。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料切削加工装置，其特征在于，所述驱动部件（43）包括转动电机（431）和第一齿轮（432），所述转动电机（431）固定安装在所述支座（41）的顶部，所述第一齿轮（432）固定套装在所述翻转架（421）转动轴的中部，所述转动电机（431）的输出端固定安装有与所述第一齿轮（432）相啮合的第二齿轮（433）。

3.根据权利要求2所述的一种碳纤维复合材料切削加工装置，其特征在于，所述安装机构（4）还包括用于对所述夹持部件（42）进行位置锁定的锁定部件（45），所述锁定部件（45）包括四个固定安装在所述支座（41）顶部的并呈矩形阵列分布的限位柱体（451），所述限位柱体（451）的内部开设有活动槽（452），所述活动槽（452）的上端滑动安装有活动卡轴（453），所述活动卡轴（453）的端部与所述活动槽（452）之间固定安装有连接弹簧（454）；

所述翻转架（421）靠近所述限位柱体（451）的一侧开设有与所述活动卡轴（453）相适配的卡孔（426），所述活动卡轴（453）远离所述连接弹簧（454）的一端滑动贯穿所述限位柱体（451）后与所述卡孔（426）相卡接，所述翻转架（421）靠近所述限位柱体（451）的一侧开设有两个上下对称分布的挤压槽口（427），所述挤压槽口（427）的两侧所述挤压槽口（427）用于对经过挤压槽口（427）的所述活动卡轴（453）进行推动引导，所述活动槽（452）内设置有用于触发所述活动卡轴（453）退回至所述活动槽（452）内的触发组件（455）；

所述挤压槽口（427）具有两个对称设置的第一引导面（4271）、第二引导面（4272）及定位弧形槽（4273），所述定位弧形槽（4273）与所述卡孔（426）连通。

4.根据权利要求3所述的一种碳纤维复合材料切削加工装置，其特征在于，所述触发组件（455）包括滑动安装在所述活动槽（452）的内部挤压件（4551）和斜面槽口（4531），所述斜面槽口（4531）开设在所述活动卡轴（453）的底面上，所述挤压件（4551）的上端带有与所述斜面槽口（4531）适配的斜面，所述挤压件（4551）的下端通过第一弹性支撑件（4552）与所述活动槽（452）滑动连接，所述挤压件（4551）上端斜面与所述斜面槽口（4531）相贴合，所述挤压件（4551）的底端先后滑动贯穿所述限位柱体（451）和所述主体座（1）后固定安装有受压块（4553），所述受压块（4553）上对称设有两个接触挤压面，所述滑动座（32）靠近所述主体座（1）的一侧固定安装有用于推动所述受压块（4553）上移的推动件（4554），在所述切削机构（3）对所述碳纤维复合板（8）完成第一次切削作业之后的过程中，通过所述切削机构（3）驱动所述推动件（4554）与所述受压块（4553）接触，使得所述锁定部件（45）解除对所述夹持部件（42）的锁定作用。

5.根据权利要求4所述的一种碳纤维复合材料切削加工装置，其特征在于，所述主体座（1）靠近所述切削机构（3）的一侧固定安装有两个对称分布的按压开关（35），两个所述按压开关（35）分别用于控制所述转动电机（431）正向、反向转动，所述按压开关（35）对应设置在所述受压块（4553）的正上方，在所述受压块（4553）上移至最大高度时，所述受压块（4553）正好触发所述按压开关（35）启动。

6.根据权利要求4所述的一种碳纤维复合材料切削加工装置，其特征在于，所述安装机构（4）还包括两个用于对所述碳纤维复合板（8）端部夹持的端部稳定部件（46），所述端部稳定部件（46）包括两个对称固定安装在所述主体座（1）顶部的固定座（461），所述固定座（461）的外侧开设有滑动槽，所述滑动槽的内壁上滑动设置有活动稳定板（463），所述活动稳定板（463）的端面与所述滑动槽的内壁之间固定安装有通过第二弹性支撑件（462），所述活动稳定板（463）靠近所述固定座（461）的一侧并排转动安装有多个导向滚轮（464），所述导向滚轮（464）的上端设置成弧面形式。

7.根据权利要求6所述的一种碳纤维复合材料切削加工装置，其特征在于，所述安装机构（4）还包括两个对应安装在所述挤压件（4551）外侧的抵紧部件（47），所述抵紧部件（47）包括固定安装在所述挤压件（4551）外侧的连接件（471），所述连接件（471）的上端转动安装有与所述活动稳定板（463）平齐的抵紧滚轮（472）。

8.一种碳纤维复合材料切削加工的方法，适用于如权利要求1-7任意一项所述的碳纤维复合材料切削加工装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1、先将所述碳纤维复合板（8）安装在所述安装机构（4）上；

S2、通过两个所述切削机构（3）同步直线活动，对所述碳纤维复合板（8）的两个端部下端面进行第一次槽口切削处理；

S3、之后，所述安装机构（4）驱动所述碳纤维复合板（8）翻转一百八十度，所述切削机构（3）开始对所述碳纤维复合板（8）端部的另一面进行第二次槽口切削处理；

S4、在两次切削过程中，产生的废料直接由所述排料槽口排入所述废料收集斗（5）中，两次切削作业完成后，将切削好的所述碳纤维复合板（8）取下，两个所述切削机构（3）退回，同时所述安装机构（4）再次翻转复位。

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