[发明专利]大阻尼高刚度复合材料多层夹芯精密仪表板制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及大阻尼、高刚度复合材料技术领域，尤其涉及一种嵌入式共固化大阻尼高刚度复合材料多层夹芯精密仪表板的制作工艺，属于功能复合材料研究领域。

背景技术

在空间技术迅速发展的今天，传统材料已无法满足飞行器轻质、高速、大阻尼性能的设计要求，发展新的复合材料阻尼结构已成为研究热点。由于该结构具有动力学性能好，疲劳寿命长，抗冲击性能高等优点，近年来在高速设备领域得到了广泛地应用。申请人申请的中国发明专利《嵌入式高温共固化大阻尼复合材料及其制备工艺》(ZL2012 1 0030874.2)将复合材料力学性能的可设计性和粘弹性材料的高阻尼特性相结合，将粘弹性材料作为复合材料的一层，按照一定的铺层顺序复合，通过热压罐抽真空、高温高压共固化，制成嵌入式大阻尼复合材料，这对于非承载的复合材料蒙皮而言，可以得到单一材料无法比拟的综合力学性能。但是对于承载的复合材料构件来讲，仍存在以下不足之处：

1)承载复合材料构件往往需要较厚的壁板，这会引起整个构件的重量大大增加，从而不能满足对承载和减重性能均有要求的精密仪表板需要，而且将复合材料应用于大阻尼、高刚度复杂结构精密仪表板的研究报道非常罕见。

2)大阻尼、高刚度复合材料多层夹芯结构的精密仪表板上安装有大量精密仪器，而这些仪器的安装位置有严格的公差要求，传统的复合材料结构由于机械加工性能差，很难满足高精度仪器的安装尺寸精度和位置精度要求。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种大阻尼高刚度复合材料多层夹芯精密仪表板制作工艺。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种大阻尼、高刚度复合材料多层夹芯精密仪表板制作工艺，包括：

1)使用嵌入式共固化大阻尼复合材料制作所述仪表板的上蒙皮、下蒙皮和中间蒙皮；在热压罐中抽真空、加压、加热共固化而成，实现一次固化工艺；一次固化工艺条件为：真空袋内的真空度为-0.099--0.097MPa，热压罐中气体压力为0.4-0.6MPa，温度要按所使用树脂的固化要求控制热压罐内温度，其升温速率为0.5-3℃/分钟；降温速率为1.5±0.2℃/分钟，在183-190℃时保温4-6小时，在120±2℃时保温0-15分钟，待热压罐内温度降至80-50℃时，卸压冷却，取出嵌入式高温共固化大阻尼复合材料制品；

2)聚甲基丙烯酰亚胺泡沫板下料，按照仪表板的设计要求，制作上、下两块聚甲基丙烯酰亚胺泡沫板并留有加工余量；

3)蒙皮板与聚甲基丙烯酰亚胺泡沫板的粘结，仪表板正面和反面的孔数目和位置不同，同时存在通孔和盲孔，上蒙皮和上聚甲基丙烯酰亚胺泡沫板先采用粘结剂粘结，下蒙皮和下聚甲基丙烯酰亚胺泡沫板同样采用粘结剂粘结；在热压罐中抽真空、加压、加热固化，实现二次固化工艺，其固化工艺参数为：温度180℃，压力0.15～0.30MPa，时间2.5～3.0小时。

4)预埋钛合金螺钉套的孔以及中心孔加工，用高精度的数控加工中心，分别在由上蒙皮和上聚甲基丙烯酰亚胺泡沫板粘结形成的上蒙皮组件以及由下蒙皮和下聚甲基丙烯酰亚胺泡沫板粘结形成的下蒙皮组件上打出正面钛合金螺钉套预埋孔和反面钛合金螺钉套预埋孔；同时在上蒙皮组件、下蒙皮组件和中间蒙皮打上中心孔以及最外圈通孔，并留出粘结余量；

5)加工钛合金预埋套，根据仪表板设计要求，分别加工正面带盲螺纹孔的钛合金螺钉套、反面带盲螺纹孔的钛合金螺钉套和外圈的钛合金螺钉套通孔，并且钛合金螺钉套内孔留有加工余量，以便进一步找正、精加工和攻丝；

6)预埋钛合金螺钉套，将钛合金螺钉套分别预埋在上蒙皮组件、下蒙皮组件和中间蒙皮的预埋位置上，用粘结剂将钛合金螺钉套一端法兰粘在中间蒙皮上，并在螺钉套与预埋孔之间填满粘结剂；

7)加工工装，分别制作2块用于仪表板上的孔定位的工装面板；正面工装面板用于加工仪表板正面孔和外圈通孔以及中心孔，反面工装面板用于加工仪表板反面孔和外圈通孔以及中心孔，在中间蒙皮上打出外圈螺钉套预埋通孔以及中心孔，工装面板上的所有孔的加工由高精度数控加工中心完成，整体仪表板的正面孔、反面孔和外圈通孔的相对位置精度由这两块钢制高刚度的工装面板上孔的加工精度来保证；