一种碳纤维增强复合材料层压板的加工工艺优化

本文介绍了一种碳纤维复合材料层压板加工的问题,并对现在的加工方法进行了优化改进。首先,通过开展层合板试样的仿真试验,从仿真结果中获得的产品上的加工薄弱部位;其次,根据本制品的特点和加工薄弱的部位,设计专用的装夹工装,在制品的薄弱部位增加加工时的刚度支撑,从而有效降低在薄弱部位发生的加工损伤;最后,选择三种不同类型的刀具,分别开展试验,分别验证工装使用前后的产品合格率以及不同刀具的加工效果,进一步获得最佳的加工用刀具,同时对专用工装的使用效果进一步验证。试验结果证明,仿真对加工薄弱部位的判断与试样的实际加工出现的情况基本相符;通过专用的工装可以有效的增加制品薄弱部位的刚度支撑,从而大大降低该类制品的废品率;从刀具的加工验证判断,多刃铣刀是加工该类型产品的有效刀具。最后,经过工艺优化后的加工方法,能够较好的适应该类型制品的生产过程。

不同类型刀具铣削碳纤维复合材料表观质量研究

本文通过采用四种不同类型的刀具对碳纤维复合材料进行铣削试验,从刀具结构、主轴转速、背吃刀量和轴向进给量四个方面展开验证,对比研究了不同类型刀具铣削加工后的碳纤维表观质量情况,得出如下结论:随着切削速度的增大,四类刀具加工碳纤维复合材料的表面粗糙度都降低,而随着进给量和背吃刀量的增大,对应的表面粗糙度都增大;普通铣刀挤压加工去除,人字铣刀可以有效减小轴向振动,小螺旋角铣刀可以减小切削加工的接触面积,而菠萝铣刀属于单点冲击式加工;对碳纤维复合材料的加工,高频冲击、高转速、低进给量和低背吃刀量可以有效提高加工表观质量。

碳纤维增强复合材料车削表面质量分析

以PCD刀具车削加工短切碳纤维/酚醛复合材料的表观质量为研究对象,通过开展正交试验,采用三维测量技术,研究切削三要素和刀尖圆弧半径对工件加工质量的影响;通过Design Expert软件,对加工因素的显著性进行分析。结果表明,随着切削速度v和进给量f的增大,表面粗糙度Ra逐渐增大,随着切削深度a_(p)和刀尖圆弧半径r的增大,R_(a)逐渐变小;试验显著因素为刀尖圆弧和进给量;最佳加工参数为:v=160 r/min、f=0.15 mm/r、ap=0.6 mm、r=0.6 mm;通过加工试验和建模分析验证,结论可靠。

PCD和HTi10刀具铣削CFRP试验研究

针对碳纤维复合材料(CFRP)难加工的特性,文中采用PCD和HTi10刀具进行了CFRP铣削试验,对加工过程中的铣削力、刀具磨损和表面粗糙度进行了分析。结果表明:PCD和HTi10刀具的铣削力和表面粗糙度变化规律一致,均随转速的增大而减小,随进给速度的增大而增大,但PCD刀具的铣削力更小,加工质量更好;与HTi10相比,PCD刀具的铣削力对刀具磨损更加敏感,更适合应用在加工环境较好的条件下。在CFRP加工过程中,粗加工时优选HTi10刀具,精加工时优选PCD刀具,宜选用高转速、低进给的切削参数。

聚醚酰亚胺对T700/环氧复合材料的增韧技术

采用聚醚酰亚胺(PEI)对T700/环氧复合材料进行增韧改性。实验结果表明,PEI改性后环氧树脂复合材料的韧性得到显著提高,力学性能和Tg都稍有下降;在强度满足要求的前提下,PEI含量在20wt%时,所得复合材料的韧性最好,GIC达到593.6 J/m2。

EP/MeTHPA/TAP树脂体系固化动力学

将环氧树脂(EP)/甲基四氢苯酐(MeTHPA)/2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(TAP)按照100∶140∶1混合,采用非等温DSC法研究了该体系在2,10,15,20 K/min不同升温速率下的的固化行为,得到固化参数和焓值。采用Kissinger法、Ozawa法、Ozawa-Flynn-Wall法以及Starink法四种方法计算了体系的活化能Eα,最终确定其值为95.80 kJ/mol。通过Malek法求解了自催化固化动力学SB(m,n)模型,确定了反应级数n=1.39,m=0.56,指前因子lnA=27.10,最终确定了固化动力学方程,并将计算值与实验值做了比较。动力学结果分析表明:通过模型计算得到的曲线能够很好地与实验值吻合,并且能够很好地模拟EP/MeTHPA/TAP体系的固化过程。

复合材料蒙皮双真空固化工艺研究

复合材料已在航天领域得到广泛使用,目前采用湿法预浸料制备大壁厚复合材料蒙皮的成型周期长,产品内部孔隙率相对更高,对航天器可靠性、稳定性不利。本文以双真空固化工艺为例,对复合材料蒙皮的制备过程进行优化,通过无损探伤、截面微观质量与孔隙率三个方面对产品内部质量进行评价,结果表明,经过双真空固化工艺试验,4 mm壁厚蒙皮产品孔隙率能够控制到1.65%,内部质量得到提升。