CN112792213B - 一种碳纤维薄板加工孔方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制孔方法，尤其涉及一种碳纤维薄板加工孔方法及应用。一种碳纤维薄板加工孔方法，至少包括以下步骤：(1)固定落料模和冲孔模，调整行程；(2)碳纤维薄板表面贴自粘膜；(3)安装与定位；(4)冲压。在发明采用冲床设备和工艺，通过选择冲床设备中合适的落料模与冲孔模上的冲针的材质并选择合适的行距，可以在厚度为0.5mm以下的碳纤维薄板上冲压出无毛边、边缘规则的孔。

Description

一种碳纤维薄板加工孔方法及应用

技术领域

本发明涉及一种制孔方法，尤其涉及一种碳纤维薄板加工孔方法及应用。

背景技术

碳纤维材料具有质轻、高强、耐腐蚀等特点，在航空航天领域和汽车制造业领域白被广泛使用，在这些领域中，碳纤维材料结构间之间的装配需要大量孔加工，出、入口和孔内壁的加工损伤会严重削弱结构的抗破坏性，孔加工质量影响结构件的承载能力和服役时间，由于碳纤维是一种增强体的复合材料，在进行钻孔时容易出现边缘不齐整，有毛刺等问题，这些问题不但会给影响产品质量和生产周期，甚至可能会导致严重的安全问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种碳纤维薄板加工孔方法，至少包括以下步骤：

(1)固定落料模和冲孔模，调整行程；

(2)碳纤维薄板表面贴自粘膜；

(3)安装与定位；

(4)冲压。

作为本发明一种优选的技术方案，所述自粘膜为PE自粘膜。

作为本发明一种优选的技术方案，所述碳纤维薄板加工孔方法使用的设备为JH21-60T冲床。

作为本发明一种优选的技术方案，所述落料模的制备材料为45#钢、Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1、SKD11中的一种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述冲孔模上的冲针为不锈钢材质。

作为本发明一种优选的技术方案，所述行程为180-240mm。

作为本发明一种优选的技术方案，所述碳纤维薄板的厚度小于1mm。

作为本发明一种优选的技术方案，所述碳纤维薄板为碳纤维环氧树脂复合材料板。

作为本发明一种优选的技术方案，所述碳纤维环氧树脂复合材料板的浸料模压工艺为：碳纤维环氧单向预浸并按0°/90°/0°的顺序进行铺层。

本发明的第二个方面提供了一种碳纤维薄板加工孔方法的应用，所述碳纤维薄板加工孔方法用于碳纤维薄板的冲床冲孔成型。

本发明具有下述有益效果：

1.本发明为采用冲床来进行对碳纤维薄板加工制孔，孔时成型率100％稳定；

2.本发明冲压成型圆孔边缘规则，无起丝、毛边等不良问题；

3.本发明采用冲床及冲孔模具进行冲孔成型，工艺稳定，对人员依赖性不高；

4.本发明效率较高节拍可控制在20s/1pcs；

5.本发明的冲床适用于碳纤维薄板。

附图说明

图1为实施例1中碳纤维薄板加工孔方法后的孔；图2为对比例1中碳纤维薄板加工孔方法后的孔；图3为对比例2中碳纤维薄板加工孔方法后的孔；图4为对比例3中碳纤维薄板加工孔方法后的孔；图5为对比例4中碳纤维薄板加工孔方法后的孔。

具体实施方式

本发明的第一个方面提供了一种碳纤维薄板加工孔方法，至少包括以下步骤：

(1)固定落料模和冲孔模，调整行程；

(2)碳纤维薄板表面贴自粘膜；

(3)安装与定位；

(4)冲压。

在一种实施方式中，所述自粘膜为PE自粘膜。

在一种优选的实施方式中，所述PE自粘膜为PE中低粘自粘膜。

在本发明中，在碳纤维薄板表面贴自粘膜是为了防止在打孔的时候碳纤维薄板表面被划伤。

在一种优选的实施方式中，所述PE中低粘自粘膜的厚度为40-60μm；更进一步优选的，所述PE中低粘自粘膜的厚度为50μm。

在本发明中，为了防止自粘膜对打孔产生影响，选择了合适黏性和厚度的膜。

所述PE中低粘自粘膜采购于无锡市融发包装材料有限公司。

在一种实施方式中，所述碳纤维薄板加工孔方法使用的设备为JH21-60T冲床。

在一种实施方式中，所述落料模的制备材料为45#钢、Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1、SKD11中的一种；进一步优选的，所述落料模的制备材料为Cr12。

使用Cr12制备的落料模一般适用于厚度不大于2mm的薄板材，但在本发明中，申请人通过研究发现，当使用Cr12制备的落料模更使用于本发明，碳纤维薄板加工孔的缺陷更小。

在一种实施方式中，所述冲孔模上的冲针为不锈钢材质。

冲针的直径可更具要打孔的直径来选择。

在本发明中，申请人研究发现，当使用不锈钢材质时纤维薄板加工孔的缺陷更小。

在一种实施方式中，所述行程为180-240mm；进一步优选的，所述行程为200mm。

在一种实施方式中，所述碳纤维薄板的厚度小于1mm；进一步优选的，所述碳纤维薄板的厚度小于0.8mm；更进一步优选的，所述碳纤维薄板的厚度小于0.5mm。

在一种实施方式中，所述碳纤维薄板为碳纤维环氧树脂复合材料板。

在一种优选的实施方式中，所述碳纤维环氧树脂复合材料板的浸料模压工艺为：碳纤维环氧单向预浸并按0°/90°/0°的顺序进行铺层。

在一种实施方式中，碳纤维薄板加工孔方法的打孔节拍大于等于20s/1pcs。

本发明的第二个方面提供了一种碳纤维薄板加工孔方法的应用，所述碳纤维薄板加工孔方法用于碳纤维薄板的冲床冲孔成型。

本发明的有益效果为：在发明采用冲床设备和工艺，通过选择冲床设备中合适的落料模与冲孔模上的冲针的材质并选择合适的行距，可以在厚度为0.5mm以下的碳纤维薄板上冲压出无毛边、边缘规则的孔，并且发明采用冲床及冲孔模具进行冲孔成型，工艺稳定，对人员依赖性不高；效率较高节拍可控制在20s/1pcs。

以下给出本发明的几个具体实施例，但本发明不受实施例的限制。

另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。

实施例

实施例1

本发明的实施例1具体提供了一种碳纤维薄板加工孔方法，至少包括以下步骤：

(1)固定落料模和冲孔模，调整行程；

(2)碳纤维薄板表面贴自粘膜；

(3)安装与定位；

(4)冲压；

所述自粘膜为PE自粘膜；所述PE自粘膜为PE中低粘自粘膜；所述PE中低粘自粘膜的厚度为50μm；

所述碳纤维薄板加工孔方法使用的设备为JH21-60T冲床；

所述落料模的制备材料为Cr12；

所述冲孔模上的冲针为不锈钢材质；所述冲针的直径为5mm；

所述行程为200mm；

所述碳纤维薄板的厚度为0.5mm；所述碳纤维薄板为碳纤维环氧树脂复合材料板；所述碳纤维环氧树脂复合材料板的浸料模压工艺为：碳纤维环氧单向预浸并按0°/90°/0°的顺序进行铺层。

所述PE中低粘自粘膜采购于无锡市融发包装材料有限公司。

对比例1

本发明的对比例1具体提供了一种碳纤维薄板加工孔方法，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，碳纤维薄板的厚度为1mm。

对比例2

本发明的对比例2具体提供了一种碳纤维薄板加工孔方法，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，碳纤维薄板的厚度为2mm。

对比例3

本发明的对比例3具体提供了一种碳纤维薄板加工孔方法，采用镭射工艺进行碳纤维薄板加工孔，包括以下步骤：

1)设备："PRIMA POWER"牌数控激光切割机，型号：platino1530 4000W；参数设置：程序设定被加工孔径Φ5；

2)碳纤维薄板表面贴自粘膜；

3)安装与定位(使用专用定位工装)；

4)切割；

所述自粘膜和碳纤维薄板同实施例1。

对比例4

本发明的对比例4具体提供了一种碳纤维薄板加工孔方法，采用钻加工工艺进行碳纤维薄板加工孔，包括以下步骤：

(1)设备：台式钻床，钻头：Φ5钨钢钻头(西湖牌)参数设置：转数2000转/min；

(2)碳纤维薄板表面贴自粘膜；

(3)安装与定位(使用定位工装)；

(4)钻孔；

所述自粘膜和碳纤维薄板同实施例1。

从图1-5可知：本发明一种碳纤维薄板加工孔方法，适用于0.5mm以下的碳纤维板，厚板1mm、2mm这两种厚度的碳纤维冲压出来，边缘不齐整，有毛刺；采用镭射工艺进行碳纤维薄板加工孔，圆孔边缘齐整，但在激光高温作用下碳纤维复合材料板中的树脂有熔融和碳化现象，影响成孔周边材料性能；使用钻加工工艺进行碳纤维薄板加工孔，受制于台式钻床的钻速较慢，造成圆孔边缘轻微不规则，碳纤维薄板孔边缘有部分纤维被破坏造成起丝、毛边影响板材使用性能；使用本发明，冲压成型圆孔边缘规则，无起丝、毛边等不良问题。

Claims (4)

1.一种碳纤维薄板加工孔方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

（1）固定落料模和冲孔模，调整行程；

（2）碳纤维薄板表面贴自粘膜；

（3）安装与定位；

（4）冲压；

所述落料模的制备材料为Cr12；所述冲孔模上的冲针为不锈钢材质；所述冲针的直径为5mm；所述碳纤维薄板的厚度小于等于0.5mm；所述碳纤维薄板加工孔方法使用的设备为JH21-60T冲床；所述碳纤维薄板为碳纤维环氧树脂复合材料板；所述碳纤维环氧树脂复合材料板的浸料模压工艺为：碳纤维环氧单向预浸并按0°/90°/0°的顺序进行铺层。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维薄板加工孔方法，其特征在于，所述自粘膜为PE自粘膜。

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维薄板加工孔方法，其特征在于，所述行程为180-240mm。

4.一种根据权利要求1-3任一项所述的一种碳纤维薄板加工孔方法的应用，其特征在于，所述碳纤维薄板加工孔方法用于碳纤维薄板的冲床冲孔成型。

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