[发明专利]一种CFRP制孔质量控制方法

说明书

本发明涉及机械制孔领域，特别涉及一种CFRP制孔质量控制方法，在CFRP零件铺叠时，在零件表面和底面预铺一层玻璃布预浸料，玻璃布预浸料与CFRP预浸料共同固化，利用玻璃纤维提高CFRP零件制孔入口层和出口层的层间结合力，实现对分层、毛刺、纤维撕裂等制孔缺陷的抑制，从而提高制孔质量，解决了CFRP零件为多层CFRP预浸料铺叠而成，层与层之间结合力较弱，制孔时易产生分层缺陷、易产生毛刺、受挤压产生弯曲断裂形成纤维撕裂的问题，并且可以有效避免CFRP材料和铝合金等金属材料之间由于电位差导致的电位腐蚀，避免了电位腐蚀现象带来的对CFRP材料的损伤。

技术领域

本发明涉及机械制孔领域，特别涉及一种CFRP制孔质量控制方法。

背景技术

CFRP，即碳纤维增强树脂基复合材料，是一种轻便、坚固的材料，广泛应用于生产制造我们日常生活中使用的多种产品，不同于其他使用传统纤维如玻璃纤维或芳香族聚酰胺纤维等的FRP复合材料，CFRP复合材料的优良性能包括：

重量轻——传统玻璃纤维增强复合材料采用连续的玻璃纤维，其含量为70％（重量玻璃/总重量），每立方英寸的密度通常为0.065磅；

强度高——CFRP复合材料尽管重量轻，然而相比于玻璃纤维复合材料，每单位重量的CFRP复合材料却具有更高的强度和更大的硬度。而与金属材料相比时，这一优势则更加突出，例如，经验告诉我们，CFRP材料相比于钢材，在等强度条件下，其重量只有钢的1/5。可以想像为什么所有汽车制造企业都在研究使用碳纤维来代替钢材，从而提高其产品性能；

当CFRP复合材料与铝，质量最轻的金属之一，相比较时，根据基本假设，等强度的铝材，其重量约为碳纤维体的1.5倍。

由于CFRP材料的比强度大、比刚度大、抗腐蚀、耐高温、性能可设计等诸多优点，近年来在航空、航天、船舶、汽车等众多领域得到了愈来愈广泛的应用，但因为其高硬度，以及各项异性的材料特性，CFRP的二次机械加工一直是制件生产过程中的瓶颈问题，特别是CFRP制孔，容易产生以下质量问题：

1、CFRP零件为多层预浸料铺叠而成，层与层之间结合力较弱，制孔时易产生分层缺陷；

2、制孔出口处纤维束受挤压断裂，切削刃与断裂的纤维束接触时纤维束退让，不易切断纤维，从而产生毛刺；

3、制孔过程中纤维受挤压产生弯曲断裂，形成纤维撕裂。

发明内容

本发明的目的在于：提供了一种CFRP制孔质量控制方法，在CFRP零件铺叠时，在零件表面和底面预铺一层玻璃布预浸料，玻璃布预浸料与CFRP预浸料共同固化，利用玻璃纤维提高CFRP零件制孔入口层和出口层的层间结合力，实现对分层、毛刺、纤维撕裂等制孔缺陷的抑制，从而提高制孔质量，解决了上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种CFRP制孔质量控制方法，主要包括依次进行的以下步骤，

S1：料片裁剪：将待加工型面在三维模型处理软件中进行二维展开，形成下料NC代码，利用自动下料机对玻璃布预浸料和CFRP预浸料进行裁剪；

S2：铺放首层玻璃布预浸料：将裁剪后的玻璃布预浸料在零件成型模具上铺放；

S3：铺放CFRP预浸料：将裁剪后的CFRP预浸料按设计要求的角度和铺叠成熟，在步骤S2中铺放的玻璃布预浸料上完成铺放；

S4：铺放末层玻璃布预浸料：将裁剪后的玻璃布预浸料在CFRP预浸料上完成铺放；

S5：铺放辅助材料：放置可剥层耐高温尼龙纤维织布、薄膜和透气毡，并放置热电偶两根和真空嘴一对，并在材料边缘放置档条；

S6：真空封装：用腻子条、制袋薄膜进行真空袋封装；