[發明專利]一種防止碳纖維零件制孔缺陷的方法

在審

• 申請號: 201811277248.7
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109849099A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 張也;袁信滿;羅育果;劉超亮;唐丹;徐正德;何蓮;胡立
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: B26F1/16
• 分類號: B26F1/16;B26D7/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種防止碳纖維零件制孔缺陷的方法，它是在碳纖維零件制孔過程中，通過在零件制孔部位的工裝避讓孔中設置泡沫支撐件，避免了鉆頭出孔瞬間，由于孔口纖維剛性不足以支撐軸向鉆削力，導致定位面一側的孔口處纖維剝離的質量問題，從而實現碳纖維零件孔的高質加工。

技術領域

本發明涉及機械加工領域，具體的說，是一種防止碳纖維零件制孔缺陷的方法。

背景技術

碳纖維復合材料作為一種先進的復合材料，具有重量輕、模量高、比強度大和耐腐蝕等一系列優點，在諸如飛機機翼、大型運載火箭艙段、航天飛行器艙體等航空航天領域得到越來越廣泛的應用。但由于碳纖維復合材料零件的力學性能特殊性，其層間強度低，切削性差，屬于典型的難加工材料。目前，碳纖維復合材料制孔的常用方法是將碳纖維復合材料工件置于設有避讓孔的真空工裝表面，采用鉆頭直接鉆削，或是在制孔過程中在零件制孔部位底部貼一層脫模布或膠帶來實現碳纖維零件孔的加工。

但是傳統的方法存在以下不足：首先采用鉆頭直接制孔，受碳纖維復合材料纖維結構的特殊性的影響，鉆削時，孔在被鉆穿瞬間，孔口纖維剛性不足以支撐軸向鉆削力，從而導致出孔口處纖維剝離，造成零件件故障。其次通過在零件制孔部位底部貼一層具有一定強度的脫模布或膠帶，此方法對小直徑孔的質量能起到一定的改善作用，但對于復雜曲面的大直徑孔，脫模布的強度是有限的，而且此方法需對零件進行兩次裝夾，即第一次裝夾找準工裝避讓孔在零件定位面上對應的區域，然后取零件，在零件定位面對應位置粘貼脫模布，最后再裝夾一次零件，這種方法效率很低。因此改善碳纖維制孔的方法，對提高碳纖維零件的孔的加工質量以及降低零件的加工成本具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種防止碳纖維零件制孔缺陷的方法，用于解決碳纖維零件制孔時零件孔口處纖維剝離等質量問題。

本發明通過下述技術方案實現：

一種防止碳纖維零件制孔缺陷的方法，將碳纖維零件真空吸附在安裝有泡沫支撐件的碳纖維制孔工裝上進行鉆孔；所述碳纖維制孔工裝上設置有安裝泡沫支撐件的避讓孔。

優選地，包括以下步驟：

步驟S1、根據碳纖維零件需加工的零件孔的大小，選擇設有避讓孔的碳纖維制孔工裝；

步驟S2、根據碳纖維制孔工裝中避讓孔的尺寸制造泡沫支撐件；

步驟S3、將碳纖維制孔工裝安裝在數控機床工作臺上；

步驟S4、將與避讓孔直徑相同的銷棒安裝在數控機床的主軸上并移動至避讓孔上方，同時控制主軸下降，令主軸上的銷棒插入到避讓孔內，然后將X、Y坐標設為原點值輸入到機床控制系統；

步驟S5、抬起銷棒至安全高度，并將銷棒更換為與零件孔直徑相同的鉆頭；

步驟S6、將制備好的泡沫支撐件安裝在避讓孔內；

步驟S7、將碳纖維零件的定位面完全貼合固定在碳纖維制孔工裝的表面上；

步驟S8、將數控機床的主軸復位至步驟S4中的原點后，啟動數控機床令主軸下降，然后鉆頭對碳纖維零件進行制孔。

優選地，所述避讓孔的直徑比零件孔的直徑大2mm～4mm。

優選地，所述泡沫支撐件的長度比避讓孔的深度長0.1mm～0.2mm。

優選地，所述泡沫支撐件為PMI泡沫芯材料。

優選地，所述碳纖維制孔工裝靠近碳纖維零件的面上設置有真空吸附孔，所述真空吸附孔呈L型，所述真空吸附孔一端貫通碳纖維制孔工裝靠近碳纖維零件的面，另一端貫通碳纖維制孔工裝遠離避讓孔的側壁。

優選地，所述真空吸附孔貫通碳纖維工裝側壁的一端內安裝有吸附頭。