左 輝

（上海古德機(jī)械制造有限公司 上海 200065）

碳纖維復(fù)合材料作為一種戰(zhàn)略性新型材料因具有強(qiáng)度高、剛性好、重量輕、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、變形小等特點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于航空航天、軍工、造船、汽車、高鐵、建筑、新能源、電子電工、紡織、醫(yī)療器械、運(yùn)動器材等領(lǐng)域。由于它在國防和經(jīng)濟(jì)建設(shè)等領(lǐng)域有著不可替代的作用，西方國家對我國一直實(shí)施禁售禁運(yùn)。因此大力發(fā)展具有我國自主品牌的碳纖維復(fù)合材料已成為各方的共識。該材料現(xiàn)已被列入國家《新材料“十二五”發(fā)展規(guī)劃》。目前，國內(nèi)許多科研院所和企業(yè)，對碳纖維復(fù)合材料的研究、開發(fā)、生產(chǎn)、加工、應(yīng)用進(jìn)行了合作攻關(guān)。為了能配合早日生產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料，公司為中國商用飛機(jī)制造有限責(zé)任公司研制了一種碳纖維復(fù)合材料金剛石砂輪切割機(jī)，該切割機(jī)填補(bǔ)了我國碳纖維復(fù)合材料加工設(shè)備的空白，并已通過中國商用飛機(jī)公司的正式驗收。

1 切割機(jī)的主要特征

切割機(jī)的結(jié)構(gòu)布置如圖1所示。

圖1 切割機(jī)結(jié)構(gòu)布置圖

切割機(jī)具有下列結(jié)構(gòu)特征：

（1）切割頭前后移動為自動且速度無級可調(diào)；

（2）配有自動氣動壓緊裝置；

（3）配有紙質(zhì)過濾冷卻裝置；

（4）配有吸塵裝置；

（5）配有全封閉不銹鋼防護(hù)裝置。

2 切割機(jī)的主要規(guī)格和參數(shù)

切割機(jī)的主要規(guī)格和參數(shù)：

工作臺（長×寬） 650 mm×650 mm

最大材料（長×寬×高）650 mm×650 mm×40 mm

金剛石砂輪（外圓×內(nèi)孔×厚度）250 mm×60 mm×2 mm

主軸轉(zhuǎn)速 3 000 r/min

主電機(jī)功率 2 200 kW

拖板移動行程 750 mm

拖板移動速度 0～500 mm/min（無級）

3 切割機(jī)的機(jī)械傳動原理圖及說明

切割機(jī)的機(jī)械原理如上圖2所示。

圖2 切割機(jī)機(jī)械原理圖

轉(zhuǎn)動手輪 1，通過絲桿螺母副，使切割頭沿著滑動導(dǎo)軌作垂直移動。調(diào)速電動機(jī)通過聯(lián)軸器帶動滾珠絲桿副使拖板沿著直線滾動導(dǎo)軌做橫向移動。轉(zhuǎn)動手輪 2，通過一對圓錐齒輪和絲桿螺母副，可以使定位靠柵沿著矩形導(dǎo)軌作縱向移動。最后由裝入式電動機(jī)直接帶動切割頭主軸旋轉(zhuǎn)。

4 切割機(jī)中電主軸磨頭結(jié)構(gòu)

切割頭采用的是裝入式電動機(jī)結(jié)構(gòu)，如圖3所示。具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，剛性好，精度高等特點(diǎn)。切割頭主軸由裝入式電動機(jī)直接驅(qū)動，主軸的前后端各裝有一組高精度軸承。

5 結(jié)語

圖3 切割機(jī)中電主軸磨頭結(jié)構(gòu)

切割機(jī)是一種用于碳纖維復(fù)合材料的切割加工用的專用設(shè)備，具有操作簡單、結(jié)構(gòu)新穎、體積小、重量輕、切割效率和切割精度高的特點(diǎn)，可適用于工廠、科研院所及碳纖維復(fù)合材料生產(chǎn)加工等場合。

碳纖維復(fù)合材料金剛石砂輪切割機(jī)的研制成功，填補(bǔ)了我國在碳纖維復(fù)合材料加工設(shè)備中的空白，在實(shí)際運(yùn)用中取得了良好效果。