原创《复合材料装配工艺》：本文是一篇关于复合材料论文范文，可作为相关选题参考,和写作参考文献。
摘 要：文章论述碳纤维复合材料零件装配工艺过程,并对复合材料修合过程中出现的问题进行了分析,着重分析了复合材料制孔的工艺要求,通过采取相应的措施,提高了复合材料零件的装配质量.
关键词：顺切；逆切；劈裂；铰孔
中图分类号：TB333 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）15-0005-02
先进复合材料由于具有高比强度和高比刚度、耐高温、耐腐蚀、重量轻等优良的性能,是最理想的结构材料.复合材料装配工艺中的关键技术是修合、制孔和连接.而孔的质量状态能造成连接部位应力集中,导致结构提前破坏,对连接件的寿命影响极大.
1 研究内容
复合材料装配过程主要包括以下几个方面：修合-制孔（钻孔、扩孔、铰孔、锪窝）-紧固件安装.
2 复合材料的修合
复合材料壁板修合一般采用切割和修磨方法.修合量大时对壁板和蒙皮进行切割,修合量小时采用修磨的方法.
2.1 复合材料的切割
复合材料切割一般包括机械切割、高压水切割、激光切割和超声波切割,在装配生产中常用的方法为机械切割,机械切割包括顺切和逆切.
2.1.1 顺切和逆切
对复合材料壁板进行机械切割时必须采用顺切法,即刀具和壁板相接触处的速度方向和壁板相对刀具移动方向相同,一般不使用逆切法,如图1所示.
2.1.2 切割刀具和切割参数
①切割刀具：金刚石薄片砂轮,规格φ150×φ20×1 mm、φ100×φ20×1 mm,砂轮粒度80 #.
②切割参数：切削速度（V）8～12m/s、进给量（f）均匀.
2.1.3 切割中注意事项
①在切割过程中（包括进刀、切削、中途退刀、切割完毕）刀具均不能停转；
②应均衡用力,切割刀具对零件的压力不宜过大；
③切割时进刀要平稳,切割进给量要均匀；
④复合材料余量的切割必须使用专用刀具进行切割,严禁使用剪刀或用手折断；
⑤若手工切割锯加工不到的部位应该用锋利的锯条锯断；
⑥当余量快切割完毕时,要用手扶住余量部分,以免未被切割部分发生撕裂现象,R角部位在粗切之后,应用细纱布修磨.
2.2 复合材料的修磨
2.2.1 修磨刀具
金刚石柱型砂轮,规格φ5 mm、φ10 mm、φ20 mm、φ25 mm；金刚石锥型砂轮；120#、180#棕刚玉砂布.
2.2.2 修磨中注意事项
①用金刚石砂轮或砂布进行修磨,允许用砂布包在平锉上手工精修操作；
②修磨时必须顺着表层纤维方向进行修磨,禁止垂直于纤维铺层修磨.
3 复合材料的制孔（钻孔、扩孔、铰孔、锪窝）
3.1 钻 孔
3.1.1 刀具及工艺参数
刀具：选用Y330碳化钨硬质合金钻头.
工艺参数,见表1.
3.1.2 工艺要求
在碳纤维复合材料构件上钻孔：
①在碳纤维复合材料壁板上钻∮3～∮12的通孔时,使用硬质合金钻头,推荐转速为800～2 800 r/min,进给量为0.01～0.06 mm/r.钻头几何参数见表1.
②钻孔时,为防止复合材料孔出口面劈裂,一方面当接近钻透时应放慢进给速度,一方面应在孔出口面加垫板支撑,垫板材料为硬塑料板、夹布胶木板或铝板,垫板应和壁板贴严.
③当钻大于φ12的孔时,应采用80～100粒度的金刚石空心钻.为防止孔出口面劈裂,应采用两面钻孔,即先制出中心孔,中心孔径按空心钻的导销定,把空心钻导销插入中心孔内,从零件的一面划至零件厚度的三分之一或一半,再把空心钻从零件的另一面插入在反面将孔钻出.如无法两面钻孔,应在孔出口端加垫板支撑.空心钻结构形式,如图2所示.
在碳纤维复合材料和铝或钛组合的构件上钻孔：
①从复合材料面钻入,可不加垫板支撑,用硬质合金麻花钻按钻铝或钛的转速钻削,直至钻通为止.为防止金属切屑划伤复合材料孔壁,应注意断屑,见图三
如图3所示.
③在碳纤维复合材料和铝组合的构件上钻孔时转速1 500
～3 500 r/min.在碳纤维复合材料和钛和钢组合的构件上钻孔时转速500～1 800 r/min.
3.2 扩 孔
复合材料在制孔过程中,为避免分层和劈裂,通常不进行扩孔.但当螺栓孔在φ6 mm以上时,由于不能一次加工到位,则必须进行扩孔.扩孔要求和钻孔基本一致,为避免复合材料分层和劈裂,扩孔前需在钻出初孔φ3.1 mm后,用φ2.5×120 °金刚石锪钻进行倒角,如图4所示,倒角尺寸应小于铰孔前孔径,按铰孔前孔径用硬质合金钻头进行一次扩孔,再用铰刀铰孔至最终尺寸.
3.3 铰 孔
3.3.1 刀 具
选用Y330碳化钨硬质合金类.
3.3.2 工艺要求
钻孔时应留出铰孔余量0.15～0.4 mm,每级铰削量为 0.1 mm,然后用硬质合金铰刀铰至最后尺寸,推荐转速为500 r/min,铰孔次数,见表2.
3.4 锪 窝
①高速钢电镀金刚石锪窝钻、硬质合金锪窝钻.
②使用硬质合金锪窝钻转速为500～800 r/min,金刚石锪窝钻的转速为800～1 400 r/min.为防止表面纤维劈裂,锪窝钻必须在旋转以后接触工件.
③锪窝深度应用锪窝限位器控制,试锪合格后方可使用.
④孔需要倒角时,用金刚石锪窝钻,倒角转速为500 r/min.
4 安装紧固件
4.1 螺接工艺
①由于复合材料层间强度和压缩强度低以及抗冲击性差,一般只能采取间隙配合,既H8/f8、H9/f9配合；孔和复合材料壁板的垂直度偏差在2 °以内,铰孔后必须用孔垂直度量规检查孔的垂直度；
②除非传力构件外,螺栓的螺纹部分不允许处在孔的挤压部位,既螺纹不允许处在夹层内；为此,在装配中应使用夹层厚度以选择具有合适光杆长度的螺栓；
③装配中,一般采用湿连接,即螺栓涂胶或涂漆后安装.装配中螺母必须在胶的施工期内拧紧.
④沉头螺栓螺栓头不允许下凹,允许螺栓头突出0.15 mm.
⑤高锁螺栓、大底角螺纹抽钉拧断螺母、螺杆后,螺纹不得凹在螺母或套环内,至少应露出螺纹1～2扣；
⑥螺母、螺杆拧断后,应对剪断后的表面进行保护,防止腐蚀；
⑦对沉头螺栓,将0.05 mm厚的千分垫插入间隙时,允许在圆周的40%以内存在间隙,但不应触到头部和杆部的交接处；
⑧多螺栓连接安装时,由于复合材料层间剪切强度低,不宜逐一的将单个螺栓一次拧紧,而应均衡、对称的将所有螺栓分若干次拧紧,直至达到规定的拧紧力矩值.
4.2 铆接工艺
①铆接应尽可能选用压铆工艺,在无法压铆时,应采用冲击力小的铆枪正铆,严禁使用大功率铆枪；
②当铆钉镦头部位为复合材料时,应在镦头形成部位加钛合金垫圈或不锈钢垫圈.
5 结 语
先进的复合材料在国内航空制造业中得到了迅速的发展,但在实际装配中也存在一定的问题.加大研制力度、提高复合材料制造技术是我们的责任.我们必须结合生产实际,深入开展工艺试验研究,不断创新,找到最优工艺方案,将复合材料优良性能最大范围地用于航空产品中.
参考文献：
[1] 王云渤.飞机装配工艺学[M].北京：国防工业出版社,1990.
[2] 陈同安.飞机制造工艺技术指南[M].沈阳：沈阳飞机工业（集团）有限公 司,1996.
[3] 范玉青.现代飞机制造技术[M].北京：北京航空航天大学出版社,2001.
复合材料论文参考资料：
结论：复合材料装配工艺为大学硕士与本科复合材料毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写复合材料厂方面论文范文。
