[發明專利]一種FRP高質量鉆削加工溫度范圍確定方法

在審

• 申請號: 201610069283.4
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105719100A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 段玉崗;王宏曉;陳文成
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明涉及復合材料加工技術領域，尤其涉及一種FRP高質量鉆削加工溫度范圍確定方法。

背景技術

隨著樹脂基纖維增強復合材料(FiberReinforcedPolymer/Plastic，FRP)在航空、航天及汽車輕量化領域中的廣泛使用，復合材料構件的加工精度和表面質量已成為影響其使用的重要因素。尤其是在構件聯接部位的孔加工中，存在著毛刺、撕裂、分層、磨刀等諸多問題，已成為復合材料研究和應用領域面臨的一項亟待解決的難題。為解決上述問題，本發明基于樹脂基體的玻璃化轉變特性和低溫脆性提出了一種樹脂基纖維增強復合材料高質量鉆削加工溫度確定方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種FRP高質量鉆削加工溫度范圍確定方法，以解決上述技術問題。本發明通過測量樹脂基體的玻璃化轉變溫度和脆化溫度來確定鉆削加工FRP的溫度控制范圍為：最高鉆削區溫度控制的上限范圍為玻璃化轉變溫度減去10℃，最低鉆削區溫度為樹脂基體脆化溫度以上10℃。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種FRP高質量鉆削加工溫度范圍確定方法，通過被加工FRP的樹脂基體的玻璃化轉變特性和低溫脆性確定高質量鉆削加工的溫度范圍，鉆削加工FRP并控制被加工FRP的加工區溫度在上述確定的溫度范圍內。

進一步的，通過動態熱機械分析實驗得到固化后樹脂的玻璃化轉變溫度，設定該樹脂玻璃化轉變溫度以下10℃為FRP材料鉆削加工區的最高鉆削溫度。

進一步的，通過低溫脆化沖擊實驗得到固化后樹脂的脆化溫度，設定該脆化溫度以上10℃為FRP材料鉆削加工區的最低鉆削溫度。

進一步的，在保證鉆削加工的加工區溫度在上述確定的溫度范圍內，同時環境溫度不低于樹脂基體的脆化溫度。

進一步的，還包括以下步驟：

在室溫下，采用不同鉆削參數對所加工FRP進行鉆削，同時測量不同鉆削參數下鉆削加工所產生的鉆削溫度；

列出不同鉆削參數對應的鉆削溫度；

如有滿足低于所設定鉆削區溫度范圍最高鉆削溫度的鉆削參數，確定該鉆削參數為鉆削該樹脂基纖維增強復合材料的加工參數；如果沒有低于所設定最高鉆削溫度的鉆削參數，降低鉆削加工環境溫度；在新的加工環境溫度下，重復采用不同鉆削參數對所加工FRP進行鉆削，同時測量不同鉆削參數下鉆削加工所產生的鉆削溫度，列出不同鉆削參數對應的鉆削溫度；直到找到的鉆削參數所對應的鉆削溫度低于所設定最高鉆削溫度、高于第一步所設定的最低鉆削溫度，且對應的環境溫度高于所加工FRP中樹脂基體的脆化溫度，確定該鉆削參數為鉆削該樹脂基纖維增強復合材料的加工參數；

采用所確定的加工參數鉆削加工FRP。

一種FRP高質量鉆削加工溫度范圍確定方法，包括以下步驟：

第一步，確定高質量鉆削加工的鉆削區溫度范圍；

第二步，確定樹脂基纖維增強復合材料的鉆削加工的鉆削參數；

第三步，采用第三步確定的鉆削參數進行FRP鉆削加工。

進一步的，第一步具體包括以下步驟：

1.1、按照所加工FRP中樹脂基體固化要求，固化該樹脂，并把固化后的該樹脂按照動態熱機械分析和塑料低溫脆化試驗尺寸要求制作實驗樣件；

1.2、按照動態熱機械分析標準對該樹脂進行動態熱機械分析，并得到儲能模量與溫度的變化圖；

1.3、對所得到的儲能模量與溫度的變化圖進行分析，確定該樹脂玻璃化轉變溫度，并設定該樹脂玻璃化轉變溫度以下10℃為鉆削加工該FRP材料鉆削加工的最高鉆削溫度；

1.4、按照塑料低溫脆化試驗標準對該樹脂進行低溫脆化分析，獲得該樹脂的脆化溫度；并設定該樹脂的脆化溫度以上10℃為該FRP材料的最低鉆削溫度，且環境溫度不能低于樹脂的脆化溫度。

進一步的，第二步具體包括以下步驟：

2.1、在室溫下，采用不同鉆削參數對所加工FRP進行鉆削，同時測量不同鉆削參數下鉆削加工所產生的鉆削溫度；

2.2、列出不同鉆削參數對應的鉆削溫度。

2.3、如步驟2.2中有滿足低于第一步所設定鉆削區溫度范圍最高鉆削溫度的鉆削參數，確定該鉆削參數為鉆削該樹脂基纖維增強復合材料的加工參數；