[發明專利]CFRP的開孔方法和CFRP工件

有效

• 申請號: 201210424693.8
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN103786265A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 姚力軍;相原俊夫;大巖一彥;潘杰;王學澤;范文新
• 申請（專利權）人: 寧波江豐電子材料有限公司
• 主分類號: B28D1/14
• 分類號: B28D1/14
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及復合材料加工工藝領域，特別涉及一種CFRP的開孔方法和CFRP工件。

背景技術

復合材料是指由兩種或兩種以上不同性質的材料通過物理或化學方法在宏觀上組成具有新性能的材料。復合材料中各種材料在性能上互相取長補短，產生協同效應，使復合材料的綜合性能優于原組成材料。復合材料通常包括基體材料和增強材料，增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。

碳纖維增強復合材料(CFRP，Carbon?Fiber?Reinforced?Polymer/Plastic)具有輕質高強的特點，被廣泛運用于如橋梁加固和維修等工程中。CFRP還被廣泛應用在軍事，航空，體育用品，賽車等領域，F1賽車的很多部件都用CFRP制成，比如單體殼。

但是，由于CFRP具有強度高、硬度高和耐磨的性質，使得其加工困難。特別是對CFRP的開孔。公開日為2009年6月3日的中國專利申請公開文獻CN101445383A公開了一種碳纖維增強的復合材料零件的制造方法，采用了預先設置細長的工具來達到開孔的目的，但是這種方式無法滿足對CFRP的加工要求。CFRP在開孔過程中，碳纖維以脆性斷裂的方式被去除，只能帶走很少加工產生的熱量，所以使刀具切削刃溫度非常高，從而降低了刀具的壽命。同時，CFRP的基體材料易與刀具表層起化學反應，導致刀具表層強度降低，更嚴重的是，由于普通刀具強度不夠，用普通刀具所開的孔，孔壁上常露出碳纖維的端部，使得孔壁不平滑，不滿足工藝要求。

發明內容

本發明目的在于提供一種CFRP的開孔方法，使得所開的孔孔壁平滑，滿足相應的工藝要求，并使得開孔刀具的壽命大幅提高。

為此，本發明的技術方案具體包括以下內容：

一種CFRP的開孔方法，包括：

用具有金剛石涂層的第一鉆頭進行鉆孔，以形成第一孔，鉆孔時，所述第一鉆頭的轉速為2500r/min~3500r/min，所述第一鉆頭的進給量為200mm/min~280mm/min，所述第一鉆頭的吃刀量為5mm~9mm；

用具有金剛石涂層的第二鉆頭對所述第一孔進行擴孔，擴孔時，所述第二鉆頭的轉速為1500r/min~2500r/min，所述第二鉆頭的進給量為120mm/min~200mm/min，所述第二鉆頭的吃刀量為2mm~6mm。

可選的，所述第一鉆頭的直徑為6.0mm；所述第二鉆頭的直徑為9.5mm。

可選的，所述第一鉆頭采用啄鉆的方式進行鉆孔。

可選的，所述第二鉆頭采用啄鉆的方式進行擴孔。

本發明還提供了另外一種CFRP的開孔方法，包括:

用具有金剛石涂層的第一鉆頭進行鉆孔，以形成第二孔，鉆孔時，所述第一鉆頭的轉速為2500r/min~3500r/min，所述第一鉆頭的進給量為200mm/min~280mm/min，所述第一鉆頭的吃刀量為5mm~9mm；

用具有金剛石涂層的第二鉆頭對所述第二孔進行擴孔，擴孔時，所述第二鉆頭的轉速為1500r/min~2500r/min，所述第二鉆頭的進給量120mm/min~200mm/min，所述第二鉆頭的吃刀量為2mm~6mm；

用具有金剛石涂層的銑刀對擴孔后的所述第二孔進行銑孔，銑孔時，所述銑刀的轉速為2500r/min~3500r/min，所述銑刀的進給量為85mm/min~165mm/min，所述銑刀的吃刀量為5mm~9mm。

可選的，所述銑刀的直徑為6.0mm。

可選的，所述銑刀采用圓心下刀輪廓銑。

本發明還提供了一種CFRP工件，其特征在于，該工件包括如權利要求1至4中任意一項所述方法形成的開孔和/或權利要求5至7中任意一項所述方法形成的開孔。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

本發明所提供的CFRP的開孔方法采用具有金剛石涂層的鉆頭來進行鉆孔，能夠迅速將CFRP平滑切削，防止刀具溫度過高，采用先鉆孔，再擴孔的方式進行開孔，并根據孔徑大小調整所用的鉆頭，使得開孔快速且所開的孔孔壁平滑，開孔質量好。

本發明所提供的CFRP的開孔方法采取啄鉆的方式，進一步降低了刀具溫度過高的可能性，大大提高了刀具的使用壽命。

本發明所提供的CFRP的開孔方法在擴孔之后還利用銑刀進行銑孔，進一步滿足了CFRP上開孔的公差要求。

附圖說明

圖1為本發明實施例CFRP板粗鉆孔的示意圖；