CN111113938A - 一种碳纤维材料零件的装配方法及碳纤维材料零件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纤维材料零件加工制造技术领域，公开一种碳纤维材料零件的装配方法及碳纤维材料零件。其中装配方法包括如下步骤：S1、在零件本体的型面上铺贴碳纤维层；S2、在所述碳纤维层上铺贴玻璃纤维层，所述碳纤维层和所述玻璃纤维层形成牺牲层；S3、对步骤S2中所述零件本体上的所述牺牲层进行固化；S4、对所述零件本体和所述牺牲层进行机械加工；S5、将所述零件本体的所述牺牲层与待装配部件进行装配。本发明零件本体的牺牲层采用碳纤维层和玻璃纤维层混合的形式与待装配部件配合，减少牺牲层对零件本体变形的影响，满足装配型面质量的要求。

Description

一种碳纤维材料零件的装配方法及碳纤维材料零件
技术领域
本发明涉及纤维材料零件加工制造技术领域，尤其涉及一种碳纤维材料零件的装配方法及碳纤维材料零件。
背景技术
在碳纤维材料零件与待装配部件的装配过程中，对零件装配型面有一定的平面度、轮廓度要求。而碳纤维材料零件固化成型后，厚度具有一定范围内的变化，且装配型面表面较为粗糙，装配型面质量难以达到设计要求，因此会在碳纤维材料零件制造时引入牺牲层，后期通过加工牺牲层，满足装配型面的要求。
现有技术中，碳纤维材料零件与待装配部件进行装配时，碳纤维材料零件型面上铺贴的牺牲层通常只采用玻璃纤维预浸料，由于玻璃纤维与碳纤维材料零件的材料不同，两者固化变形系数不一样，导致碳纤维材料零件固化后变形较大，影响后期加工，导致不能与待装配部件准确装配；或者碳纤维材料零件型面上铺贴的牺牲层通常只采用碳纤维预浸料，由于碳纤维牺牲层成本较大，且不易加工，增加加工牺牲层的时间，影响与待装配部件的装配周期。
发明内容
基于以上所述，本发明的目的在于提供一种碳纤维材料零件的装配方法及碳纤维材料零件，零件本体的牺牲层采用碳纤维层和玻璃纤维层混合的形式与待装配部件配合，减少牺牲层对零件本体变形的影响，满足装配型面质量的要求。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种碳纤维材料零件的装配方法，包括如下步骤：
S1、在零件本体的型面上铺贴碳纤维层；
S2、在所述碳纤维层上铺贴玻璃纤维层，所述碳纤维层和所述玻璃纤维层形成牺牲层；
S3、对步骤S2中所述零件本体上的所述牺牲层进行固化；
S4、对所述零件本体和所述牺牲层进行机械加工；
S5、将所述零件本体的所述牺牲层与待装配部件进行装配。
作为一种优选技术方案，在步骤S1中，在所述零件本体上铺贴多层所述碳纤维层。
作为一种优选技术方案，在步骤S2中，在所述碳纤维层上铺贴多层所述玻璃纤维层。
作为一种优选技术方案，在步骤S3完成后，所述牺牲层的总厚度大于等于所述零件本体的型面和所述待装配部件的装配面之间的最大距离。
作为一种优选技术方案，对步骤S3中固化后的所述零件本体和所述牺牲层进行机械加工。
作为一种优选技术方案，在步骤S4完成后，所述零件本体的所述玻璃纤维层与所述待装配部件的装配面配合。
作为一种优选技术方案，所述零件本体与金属待装配部件和/或与复合材料待装配部件进行装配。
一种碳纤维材料零件，所述碳纤维材料零件包括零件本体以及设置在所述零件本体的型面上的牺牲层，所述牺牲层包括碳纤维层和玻璃纤维层，所述碳纤维层与所述零件本体接触。
作为一种优选技术方案，所述零件本体包括只少一个型面。
作为一种优选技术方案，所述零件本体包括多个型面，每个所述型面上均设置所述牺牲层，相邻两个所述型面上的所述牺牲层不相接。
本发明的有益效果为：
本发明的碳纤维材料零件与待装配部件装配时，零件本体的牺牲层采用碳纤维层和玻璃纤维层混合的形式与待装配部件配合，零件本体即具有较好的强度力学性能，降低了成本；同时具有良好的抗静电腐蚀性能，达到减少牺牲层对零件本体变形的影响，最终满足装配型面质量要求的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明具体实施方式提供的C型梁结构示意图；
图2是本发明具体实施方式提供的碳纤维材料零件的装配方法的流程图。
图中：
1-缘条；2-腹板；3-牺牲层；31-碳纤维层；32-玻璃纤维层；4过渡板。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施方式提供一种碳纤维材料零件，包括零件本体以及依次设置在零件本体上牺牲层3。零件本体包括多个型面，每个型面上均设置牺牲层3，相邻两个型面上的牺牲层3不相接。进一步地，本实施方式中，零件本体为C型梁，C型梁包括缘条1、腹板2和过渡板4。过渡板4的一端连接缘条1，另一端连接腹板2，且过渡板4上形成R角。优选地，缘条1、腹板2和过渡板4一体成型。C型梁的缘条1、腹板2的上表面均为型面，分别在缘条1和腹板2的型面上设置牺牲层3，而且两个型面上的牺牲层3不相连，即R角的位置不设置牺牲层3，能够大幅减少牺牲层3固化对零件本体变形的影响。其他实施方式中还可以是其他结构的碳纤维材料零件。
进一步地，牺牲层3包括碳纤维层31和玻璃纤维层32，缘条1和腹板2的型面均设置牺牲层3，且碳纤维层31与缘条1的型面接触，碳纤维层31与腹板2的型面接触。
如图2所示，本实施方式还提供一种碳纤维材料零件的装配方法，包括如下步骤：
S1、在零件本体的型面上铺贴碳纤维层31。
根据零件本体与待装配部件的装配要求，设计零件本体尺寸，使用碳纤维材料铺贴零件本体并固化成型，在零件本体的型面上铺贴多层碳纤维层31。具体的碳纤维层31的铺贴层数及每层的铺贴厚度根据具体情况设置。
S2、在碳纤维层31上铺贴玻璃纤维层32，碳纤维层31和玻璃纤维层32形成牺牲层3。
在碳纤维层31上铺贴多层玻璃纤维层32。具体的玻璃纤维层32的铺贴层数及每层的铺贴厚度根据具体情况设置。
S3、对步骤S2中零件本体上的牺牲层3进行固化。
将牺牲层3和零件本体固化为一体。
S4、对所述零件本体和所述牺牲层进行机械加工；
通过机械加工将零件本体、牺牲层3的轮廓尺寸进行裁切，以满足装配需要。
S5、将零件本体的牺牲层3与待装配部件进行装配。
通过机械加工将零件本体、牺牲层3的轮廓尺寸进行裁切，以满足装配需要。而且牺牲层3的总厚度大于等于零件本体的型面和待装配部件的装配面之间的最大距离。
当牺牲层3的总厚度等于零件本体的型面和待装配部件的装配面之间的最大距离时，直接将零件本体的牺牲层3与待装配部件进行装配即可；当牺牲层3的总厚度大于零件本体的型面和待装配部件的装配面之间的最大距离时，需要对玻璃纤维层32进行减薄，以使牺牲层3的总厚度等于零件本体的型面和待装配部件的装配面之间的最大距离，以满足零件本体与待装配部件的安装要求。需要注意的是，碳纤维层31的厚度不宜过厚，当通过机械加工对玻璃纤维层32减薄时，当牺牲层3的总厚度等于零件本体的型面和待装配部件的装配面之间的最大距离时，玻璃纤维层32具有一定的厚度，能够与待装配部件进行装配。
本发明的碳纤维材料零件与待装配部件装配时，零件本体的牺牲层3采用碳纤维层31和玻璃纤维层32混合的形式与待装配部件配合，零件本体即具有较好的强度力学性能，同时具有良好的抗静电腐蚀性能，达到减少牺牲层对零件本体变形的影响，最终满足装配型面质量要求的目的。
以阳模成型C型梁的装配为例，该方法包括如下步骤：
(1)根据C型梁与待装配部件的装配要求，设计C型梁的尺寸，按照设计尺寸使用碳纤维复合材料一层一层铺贴C型梁，并进行固化成型，测量缘条1和腹板2的实际厚度调整牺牲层3方案；在缘条1的型面上铺贴一定厚度的碳纤维层31以及在腹板2的型面上铺贴一定厚度的碳纤维层31。
(2)在缘条1的碳纤维层31上铺贴一定厚度的玻璃纤维层32，缘条1上的碳纤维层31和玻璃纤维层32形成缘条1的牺牲层3；在腹板2上的碳纤维层31上铺贴一定厚度的玻璃纤维层32，腹板2上的碳纤维层31和玻璃纤维层32形成腹板2的牺牲层3。
(3)对步骤S2中缘条1上的牺牲层3和腹板2上的牺牲层3进行固化。
(4)对固化完后的缘条1和缘条1上的牺牲层3按照实际装配尺寸进行机械加工，以及对固化完后的腹板2和腹板2上的牺牲层3按照实际装配尺寸进行机械加工。
(5)将固化完成后的缘条1和腹板2分别与待装配部件进行装配。
进一步地，缘条1与复合材料待装配部件进行装配，并且缘条1上的玻璃纤维层32与复合材料待装配部件的装配面配合。腹板2与金属待装配部件进行装配，并且腹板2上的玻璃纤维层32与金属待装配部件的装配面配合。本实施方式中，缘条1和腹板2的型面上首先均铺贴碳纤维层31，碳纤维层31与缘条1和腹板2的材料相同，即两者的固化变形系数一致，碳纤维层31固化时不对缘条1和腹板2产生变形的影响，之后在缘条1和腹板2的碳纤维层31上均铺贴玻璃纤维层32，玻璃纤维层32作为与待装配部件装配的型面，不仅能减少对缘条1和腹板2变形的影响，同时具有良好的抗静电腐蚀性能。
进一步地，过渡板4的R角不与待装配部件进行装配，过渡板4的R角不铺设牺牲层3，避免牺牲层3固化时影响过渡板4变形。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种碳纤维材料零件的装配方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在零件本体的型面上铺贴碳纤维层；
S2、在所述碳纤维层上铺贴玻璃纤维层，所述碳纤维层和所述玻璃纤维层形成牺牲层；
S3、对步骤S2中所述零件本体上的所述牺牲层进行固化；
S4、对所述零件本体和所述牺牲层进行机械加工；
S5、将所述零件本体的所述牺牲层与待装配部件进行装配。
2.根据权利要求1所述的碳纤维材料零件的装配方法，其特征在于，在步骤S1中，在所述零件本体上铺贴多层所述碳纤维层。
3.根据权利要求1所述的碳纤维材料零件的装配方法，其特征在于，在步骤S2中，在所述碳纤维层上铺贴多层所述玻璃纤维层。
4.根据权利要求1所述的碳纤维材料零件的装配方法，其特征在于，在步骤S3完成后，所述牺牲层的总厚度大于等于所述零件本体的型面和所述待装配部件的装配面之间的最大距离。
5.根据权利要求1-4中任一所述的碳纤维材料零件的装配方法，其特征在于，对步骤S3中固化后的所述零件本体和所述牺牲层进行机械加工。
6.根据权利要求1-4中任一所述的碳纤维材料零件的装配方法，其特征在于，在步骤S4完成后，所述零件本体的所述玻璃纤维层与所述待装配部件的装配面配合。
7.根据权利要求1-4中任一所述的碳纤维材料零件的装配方法，其特征在于，所述零件本体与金属待装配部件和/或与复合材料待装配部件进行装配。
8.一种碳纤维材料零件，其特征在于，所述碳纤维材料零件包括零件本体以及设置在所述零件本体的型面上的牺牲层，所述牺牲层包括碳纤维层和玻璃纤维层，所述碳纤维层与所述零件本体接触。
9.根据权利要求8所述的碳纤维材料零件，其特征在于，所述零件本体包括至少一个型面。
10.根据权利要求9所述的碳纤维材料零件，其特征在于，所述零件本体包括多个型面，每个所述型面上均设置所述牺牲层，相邻两个所述型面上的所述牺牲层不相接。
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