纤维复合材料/金属叠层结构低温制孔装置和方法

摘要

本发明公开了一种纤维复合材料/金属叠层结构低温制孔装置和方法，用于解决现有碳纤维复合材料与金属材料叠层装配制孔方法与装置加工效率低的技术问题。技术方案是在恒定进给速度、主轴转速下，以液氮为冷却介质，通过控制液氮的挥发量来控制低温气体的产生量，对加工区域温度采取闭环控制，可以实现加工区域温度随工件材料调节且保持恒定，从而减少由于材料性质不同引起的制孔缺陷，实现对纤维复合材料/金属叠层结构高质量制孔的同时，提高了加工效率。

主权项

一种纤维复合材料/金属叠层结构低温制孔装置，其特征在于：包括自增压液氮罐(1)、增压阀(2)、空阀(3)、隔热管(4)、电动比例调节阀(5)、储液罐(6)、隔热装置(7)、温度传感器(8)和数显温度控制器(9)；所述自增压液氮罐(1)容量为50L，当位于自增压液氮罐(1)上的空阀(3)关闭，增压阀(2)打开，其内部压强达到0.05Mpa时开始连续输液；隔热管(4)由隔热材料包裹，用于低温介质的输送；储液罐(6)容量为5L，用于储存由自增压液氮罐(1)通过隔热管(4)输送的液氮并挥发产生低温气体；隔热装置(7)采用上下通透的半封闭结构，上下两侧开有矩形孔，上侧矩形孔避开钻头工作区域且利于高温气体排出，下侧矩形孔用于避开工件将隔热装置(7)固定在机床上；隔热装置(7)左侧圆形孔尺寸与隔热管(4)外径相同；隔热装置(7)内侧布置温度传感器(8)，用于加工区域温度的检测；数显温度控制器(9)通过胶剂固定于隔热装置(7)外部，用于加工区域温度的显示与控制；电动比例调节阀(5)位于自增压液氮罐(1)与储液罐(6)之间，通过隔热管(4)相连接，实现液氮的输送；液氮罐(6)与隔热装置(7)通过隔热管(4)连接，实现低温气体介质的输送；电动比例调节阀(5)、温度传感器(8)、数显温度控制器(9)构成温度自动调节系统，实现加工区域温度的控制。