CN116061264B - 一种碳纤维复合材料制孔方法 - Google Patents

一种碳纤维复合材料制孔方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116061264B
CN116061264B CN202310220952.3A CN202310220952A CN116061264B CN 116061264 B CN116061264 B CN 116061264B CN 202310220952 A CN202310220952 A CN 202310220952A CN 116061264 B CN116061264 B CN 116061264B
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon fiber
fiber composite
composite material
hole
drill
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310220952.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116061264A (zh
Inventor
刘宝栓
王智超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Tengdun Technology Co Ltd
Original Assignee
Sichuan Tengdun Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Tengdun Technology Co Ltd filed Critical Sichuan Tengdun Technology Co Ltd
Priority to CN202310220952.3A priority Critical patent/CN116061264B/zh
Publication of CN116061264A publication Critical patent/CN116061264A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116061264B publication Critical patent/CN116061264B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
    • B26F1/16—Perforating by tool or tools of the drill type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/0006—Means for guiding the cutter
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Abstract

本发明公开了一种碳纤维复合材料制孔方法，属于航空制造装配技术领域，解决现有技术碳纤维复合材料结构制孔时孔壁周围材料易分层及孔出口易撕裂的技术问题。本发明主要为：根据定位尺寸要求确定好碳纤维复合材料结构具体开孔位置并在开孔位置作标记；将定位磁石放置在碳纤维复合材料结构标记处并在结构背面贴合一张软磁片；使用手工钻通过让位孔对准碳纤维复合材料标记处；操作者使用高速气钻控制手工钻进给量，保证钻头中心位置垂直度，将碳纤维复合材料结构与软磁片一起钻通，即可。本发明在对碳纤维复合材料结构进行钻孔时可避免碳纤维复合材料结构制孔时孔壁周围材料分层、孔出口撕裂等现象，其使用成本低廉、操作简单快速、无损伤。

Description

一种碳纤维复合材料制孔方法
技术领域
本发明属于航空制造装配技术领域，尤其是航空器碳纤维复合材料加工制孔技术领域，具体涉及一种碳纤维复合材料制孔方法。
背景技术
由于碳纤维材料铺层产生的各项异性，层间强度低，同时碳纤维复合材料硬度高、强度高、脆性大、导热能力差，导致钻孔时钻头磨损严重，产生的切削转矩力大，零件材料在切削力的作用下易发生孔壁周围材料分层，毛边、孔出口撕裂等现象，大大影响产品质量。在钻头直径、切削刃几何参数一定的情况下，钻头钻速和进给速度将是影响钻头轴向力大小的主要因素，轴向力随着钻速的增大而减小，随着进给量的增大而增大，而且进给量的影响远大于钻速的影响，所以进给量是控制轴向力的一个关键因素。孔出口撕裂多发生在孔出口一侧最外表面层，在钻孔加工中最常见的缺陷是由于钻孔接近钻出时，轴向力的下降速率小于材料强度的下降速率，造成切削材料未进入切削层即造成破坏，产生撕裂。所以在钻孔接近钻出时需要减少进给量，这样使钻削力小于缺陷产生的临界切削力，减少孔出口撕裂现象，同时由于钻刃锋利度不够，复合材料纤维不是被完全切断就已经钻通，造成孔出口撕裂、毛边。因此，碳纤维复合材料在钻孔加工，特别是接近钻通时，应选择较小的进给量。
在碳纤维复合材料零件孔手工制孔时，手持风钻的钻头加工状态非常不稳定，钻头的中心位置、垂直度等发生误差变化，操作者的工作经验直接影响孔的加工质量，手工钻孔过程进给量不易控制，或者是造成手工钻孔质量不稳定的主要因素，特别是孔接近钻出时由于被切削材料的突然减少，造成进给量会突然加大，出现钻头冲击性钻透现象，导致孔出口撕裂更严重。
为解决碳纤维复合材料手工钻孔加工中的上述难点，提高手工钻孔加工的稳定性，控制手工钻孔的进给量，需要通过必要的技术改进，改善碳纤维复合材料手工钻孔加工质量。常规使用方法是在碳纤维复合材料孔钻出处共固化一层玻璃纤维，利用玻璃纤维的弹性弥补钻削反力的减小，增加支反力。也可考虑在预制孔时，在钻出端用木块等材料顶压层板以增加支反力。
结合前面所述解决碳纤维复合材料制孔缺陷问题，必须克服3大难点，控制进给量、保证钻头的中心位置垂直度、增加支反力。前两要素主要取决于操作者的工作经验和熟练程度。常用增加支反力方法，第一种方法是共固化玻璃纤维，制孔后多余玻璃纤维处理困难，若处理不当可能损伤原复材，若不处理保留，又增加结构重量，也不美观。而使用木块等材料顶压，局限性太强，仅适用于复材平面操作，而某些复材曲面结构，木块往往无法与复材紧密贴合从而留有间隙，从而起不到增加支反力作用。而且飞机某些空间狭小位置，碳纤维复材结构无法拆卸，一名操作者往往无法操作，需要另一名操作者用手辅助将木块贴合在碳纤维复材结构上，操作难度大风险高，容易造成操作者手受伤，碳纤维复材结构损伤。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种碳纤维复合材料制孔方法，以至少解决上述部分技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种碳纤维复合材料制孔方法，包括以下步骤：
步骤1、根据定位尺寸要求确定好碳纤维复合材料结构具体开孔位置并在开孔位置作标记；
步骤2、将开设有让位孔的定位磁石放置在碳纤维复合材料结构标记处，在碳纤维复合材料结构背面贴合一张与定位磁石相吸引的软磁片；
步骤3、使用手工钻通过让位孔对准碳纤维复合材料标记处；
步骤4、操作者使用高速气钻控制手工钻进给量，保证钻头中心位置垂直度，将碳纤维复合材料结构与软磁片一起钻通，即可。
进一步地，还包括以下步骤：
步骤5、钻孔完毕后，将手工钻退出后，将定位磁石和软磁片从碳纤维复合材料结构上拆除。
进一步地，在所述步骤1中，在开孔位置作标记时，采用软性铅笔在开孔位置人工划线作标记。
进一步地，定位磁石呈圆柱形，让位孔呈倒圆台型。
进一步地，让位孔小端孔径与手工钻钻头孔径相一致，让位孔与定位磁石同轴心分布。
进一步地，定位磁石外径为3-6mm。
进一步地，定位磁石外径为3mm、4mm、5mm、或者6mm。
进一步地，定位磁石为铷铁硼磁铁，表面镀有光亮镀层，让位孔孔壁光滑。
进一步地，软磁片为橡胶磁。
进一步地，手工钻钻头为采用碳化钨复合材料制成的硬质合金钻头。本发明的部分实施方案中，硬质合金钻头的材料成分主要为碳化钨复合材料，粘接相为钻、镍，含量通常为4%~10%。和普通麻花钻对比，合金钢作为粘接相含量通常在50%以上，硬质合金钻头相比于普通麻花钻磁性极弱，实际使用时，硬质合金钻头通过钻枪垂直压在复材表面，主要受力方向与复材表面垂直，实际制孔操作时不受磁石磁性影响。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明设计科学合理，使用方便，在对碳纤维复合材料结构进行钻孔时，可有效避免碳纤维复合材料结构制孔时孔壁周围材料分层、孔出口撕裂等现象，其使用成本低廉、操作简单快速、无损伤。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明钻孔剖面示意图一（碳纤维复合材料结构为平面结构）。
图3为本发明钻孔剖面示意图二（碳纤维复合材料结构为曲面结构）。
其中，附图标记对应的名称为：
1-手工钻、2-定位磁石、3-碳纤维复合材料结构、4-软磁片、5-让位孔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。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，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例1，如图1-图3所示，本发明提供的一种碳纤维复合材料制孔方法，包括以下步骤：
步骤1、根据定位尺寸要求确定好碳纤维复合材料结构3具体开孔位置并在开孔位置作标记；
步骤2、将开设有让位孔5的定位磁石2放置在碳纤维复合材料结构标记处，在碳纤维复合材料结构背面贴合一张与定位磁石相吸引的软磁片4；
步骤3、使用手工钻1通过让位孔对准碳纤维复合材料标记处；
步骤4、操作者使用高速气钻控制手工钻进给量，保证钻头中心位置垂直度，将碳纤维复合材料结构与软磁片一起钻通，即可。
本发明设计科学合理，使用方便，在对碳纤维复合材料结构进行钻孔时，可有效避免碳纤维复合材料结构制孔时孔壁周围材料分层、孔出口撕裂等现象，其使用成本低廉、操作简单快速、无损伤。
实施例2，如图1-图3所示，本发明提供的一种碳纤维复合材料制孔方法，包括以下步骤：
步骤1、根据定位尺寸要求确定好碳纤维复合材料结构具体开孔位置并在开孔位置作标记；
步骤2、将开设有让位孔的定位磁石放置在碳纤维复合材料结构标记处，在碳纤维复合材料结构背面贴合一张与定位磁石相吸引的软磁片；
步骤3、使用手工钻通过让位孔对准碳纤维复合材料标记处；
步骤4、操作者使用高速气钻控制手工钻进给量，保证钻头中心位置垂直度，将碳纤维复合材料结构与软磁片一起钻通。
步骤5、钻孔完毕后，将手工钻退出后，将定位磁石和软磁片从碳纤维复合材料结构上拆除。
本实施例2在实施例1的基础上，给出了更加优选的操作步骤，具体为：步骤5、钻孔完毕后，将手工钻退出后，将定位磁石和软磁片从碳纤维复合材料结构上拆除。由于定位磁石和软磁片是依靠双方的磁性吸附贴合在碳纤维复合材料结构上，因此，在钻孔完毕后拆除时，只要克服定位磁石和软磁片之间的磁性即可轻松将定位磁石和软磁片从碳纤维复合材料结构上拆除，由于定位磁石在钻孔过程中完好，因此可重复周转使用以节约钻孔成本。
实施例3，如图1-图3所示，本发明提供的一种碳纤维复合材料制孔方法，包括以下步骤：
步骤1、根据定位尺寸要求确定好碳纤维复合材料结构3具体开孔位置并在开孔位置作标记；
步骤2、将开设有让位孔的定位磁石2放置在碳纤维复合材料结构标记处，在碳纤维复合材料结构背面贴合一张与定位磁石相吸引的软磁片4；
步骤3、使用手工钻1通过让位孔对准碳纤维复合材料标记处；
步骤4、操作者使用高速气钻控制手工钻进给量，保证钻头中心位置垂直度，将碳纤维复合材料结构与软磁片一起钻通，即可。
在所述步骤1中，在开孔位置作标记时，采用软性铅笔在开孔位置人工划线作标记。
本实施例3在实施例1的基础上，给出了更加优选的操作步骤，具体为：在所述步骤1中，在开孔位置作标记时，采用软性铅笔在开孔位置人工划线作标记。通过上述设计，可更加方便地进行开孔位置标记，可有效提高开孔效率。
实施例4，如图1-图3所示，本发明提供的一种碳纤维复合材料制孔方法，包括以下步骤：
步骤1、根据定位尺寸要求确定好碳纤维复合材料结构3具体开孔位置并在开孔位置作标记；
步骤2、将开设有让位孔的定位磁石2放置在碳纤维复合材料结构标记处，在碳纤维复合材料结构背面贴合一张与定位磁石相吸引的软磁片4；
步骤3、使用手工钻1通过让位孔对准碳纤维复合材料标记处；
步骤4、操作者使用高速气钻控制手工钻进给量，保证钻头中心位置垂直度，将碳纤维复合材料结构与软磁片一起钻通，即可。
定位磁石呈圆柱形，让位孔呈倒圆台型。
本实施例4在实施例1的基础上，给出了定位磁石更加优选的结构，具体为：定位磁石呈圆柱形，让位孔呈倒圆台型。通过上述设置，能够使定位磁石更稳固地与软磁片4相吸附贴合在碳纤维复合材料结构3上，保证钻孔效率和钻孔质量。倒圆台型的让位孔，避免钻头在高速旋转时，钻头发生偏心运动，或是操作者没有保证中心位置垂直度，造成钻头与定位磁石发生碰撞，导致定位磁石碎裂，同时上部孔偏大，也便于操作者实时观察制孔过程，及时控制进给量。
实施例5，如图1-图3所示，本发明提供的一种碳纤维复合材料制孔方法，包括以下步骤：
步骤1、根据定位尺寸要求确定好碳纤维复合材料结构3具体开孔位置并在开孔位置作标记；
步骤2、将开设有让位孔的定位磁石2放置在碳纤维复合材料结构标记处，在碳纤维复合材料结构背面贴合一张与定位磁石相吸引的软磁片4；
步骤3、使用手工钻1通过让位孔对准碳纤维复合材料标记处；
步骤4、操作者使用高速气钻控制手工钻进给量，保证钻头中心位置垂直度，将碳纤维复合材料结构与软磁片一起钻通，即可。
定位磁石呈圆柱形，让位孔呈倒圆台型。
让位孔小端孔径与手工钻钻头孔径相一致，让位孔与定位磁石同轴心分布。
本实施例5在实施例4的基础上，给出了让位孔更加优选的结构，具体为：让位孔小端孔径与手工钻钻头孔径相一致，让位孔与定位磁石同轴心分布。通过上述设置，倒圆台型的让位孔，避免钻头在高速旋转时，钻头发生偏心运动，或是操作者没有保证中心位置垂直度，造成钻头与定位磁石发生碰撞，导致定位磁石碎裂，同时上部孔偏大，也便于操作者实时观察制孔过程，及时控制进给量。
实施例6，如图1-图3所示，本发明提供的一种碳纤维复合材料制孔方法，包括以下步骤：
步骤1、根据定位尺寸要求确定好碳纤维复合材料结构3具体开孔位置并在开孔位置作标记；
步骤2、将开设有让位孔的定位磁石2放置在碳纤维复合材料结构标记处，在碳纤维复合材料结构背面贴合一张与定位磁石相吸引的软磁片4；
步骤3、使用手工钻1通过让位孔对准碳纤维复合材料标记处；
步骤4、操作者使用高速气钻控制手工钻进给量，保证钻头中心位置垂直度，将碳纤维复合材料结构与软磁片一起钻通，即可。
定位磁石呈圆柱形，让位孔呈倒圆台型。
定位磁石外径为3-6mm。
本实施例6在实施例4的基础上，给出了定位磁石更加优选的结构，具体为：定位磁石外径为3-6mm。通过上述设置，可满足碳纤维复合材料结构3开孔需求。
实施例7，如图1-图3所示，本发明提供的一种碳纤维复合材料制孔方法，包括以下步骤：
步骤1、根据定位尺寸要求确定好碳纤维复合材料结构3具体开孔位置并在开孔位置作标记；
步骤2、将开设有让位孔的定位磁石2放置在碳纤维复合材料结构标记处，在碳纤维复合材料结构背面贴合一张与定位磁石相吸引的软磁片4；
步骤3、使用手工钻1通过让位孔对准碳纤维复合材料标记处；
步骤4、操作者使用高速气钻控制手工钻进给量，保证钻头中心位置垂直度，将碳纤维复合材料结构与软磁片一起钻通，即可。
定位磁石呈圆柱形，让位孔呈倒圆台型。
定位磁石外径为3-6mm。定位磁石外径优选为3mm、4mm、5mm、或者6mm。
本实施例6在实施例4的基础上，给出了定位磁石更加优选的结构，具体为：定位磁石外径优选为3mm、4mm、5mm、或者6mm。通过上述设置，可满足碳纤维复合材料结构3开孔需求。
实施例8，如图1-图3所示，本发明提供的一种碳纤维复合材料制孔方法，包括以下步骤：
步骤1、根据定位尺寸要求确定好碳纤维复合材料结构3具体开孔位置并在开孔位置作标记；
步骤2、将开设有让位孔的定位磁石2放置在碳纤维复合材料结构标记处，在碳纤维复合材料结构背面贴合一张与定位磁石相吸引的软磁片4；
步骤3、使用手工钻1通过让位孔对准碳纤维复合材料标记处；
步骤4、操作者使用高速气钻控制手工钻进给量，保证钻头中心位置垂直度，将碳纤维复合材料结构与软磁片一起钻通，即可。
定位磁石为铷铁硼磁铁，表面镀有光亮镀层，让位孔孔壁光滑。
本实施例8在实施例1的基础上，给出了定位磁石更加优选的结构，具体为：定位磁石为铷铁硼磁铁，表面镀有光亮镀层，让位孔孔壁光滑。通过上述设置，采用铷铁硼磁铁，磁性强，表面有光亮的镀层，中间采用激光钻制通孔，表面光滑。定位磁石中心孔呈喇叭形，底部与碳纤维复合材料接触面孔径与钻头孔径一致，上部偏大。这样设计目的是，避免钻头在高速旋转时，钻头发生偏心运动，或是操作者没有保证中心位置垂直度，造成钻头与定位磁石发生碰撞，导致定位磁石碎裂，同时上部孔偏大，也便于操作者实时观察制孔过程，及时控制进给量。
实施例9，如图1-图3所示，本发明提供的一种碳纤维复合材料制孔方法，包括以下步骤：
步骤1、根据定位尺寸要求确定好碳纤维复合材料结构3具体开孔位置并在开孔位置作标记；
步骤2、将开设有让位孔的定位磁石2放置在碳纤维复合材料结构标记处，在碳纤维复合材料结构背面贴合一张与定位磁石相吸引的软磁片4；
步骤3、使用手工钻1通过让位孔对准碳纤维复合材料标记处；
步骤4、操作者使用高速气钻控制手工钻进给量，保证钻头中心位置垂直度，将碳纤维复合材料结构与软磁片一起钻通，即可。
软磁片为橡胶磁。
本实施例9在实施例1的基础上，给出了软磁片更加优选的结构，具体为：软磁片为橡胶磁。通过上述设置，软磁片采用橡胶磁，具有柔软性、弹性、可裁剪，可一定程度弯曲变形，所以即适用于碳纤维复合材料平面结构，也适用于碳纤维复合材料曲面结构。如此可有效扩大适用范围。
实施例10，如图1-图3所示，本发明提供的一种碳纤维复合材料制孔方法，包括以下步骤：
步骤1、根据定位尺寸要求确定好碳纤维复合材料结构3具体开孔位置并在开孔位置作标记；
步骤2、将开设有让位孔的定位磁石2放置在碳纤维复合材料结构标记处，在碳纤维复合材料结构背面贴合一张与定位磁石相吸引的软磁片4；
步骤3、使用手工钻1通过让位孔对准碳纤维复合材料标记处；
步骤4、操作者使用高速气钻控制手工钻进给量，保证钻头中心位置垂直度，将碳纤维复合材料结构与软磁片一起钻通，即可。
手工钻钻头为采用碳化钨复合材料制成的硬质合金钻头。
本实施例10在实施例1的基础上，给出了手工钻钻头更加优选的结构，具体为：手工钻钻头为采用碳化钨复合材料制成的硬质合金钻头。通过上述设置，手工钻钻头无磁性，制孔时不受磁石磁性影响。
本发明设计科学合理，使用方便，在对碳纤维复合材料结构进行钻孔时，可有效避免碳纤维复合材料结构制孔时孔壁周围材料分层、孔出口撕裂等现象，其使用成本低廉、操作简单快速、无损伤。
本发明使用成本低，所需的定位磁石2和软磁片为常规材质，结构简单，加工难度低，均为市场上常用物品。其利用了磁石异极相吸原理，采用定位磁石2和软磁片吸附作用提供支反力，拆装皆十分方便。
本发明所用软磁片为橡胶磁，具有柔软性、弹性，操作简单快速、无损伤，即可适用于碳纤维复合材料平面结构，也可适用于碳纤维复合材料曲面结构。在制孔时软磁片弹性弥补钻削反力的减小。
本发明在某些飞机某些空间狭小位置，碳纤维复材结构无法拆卸，使用本发明方法，可将定位磁石2吸附固定，一名操作者即可完成制孔工作，不需要额外操作者辅助。可有效减少工作量，降低操作者操作难度，避免人员受伤和碳纤维复合材料结构损伤风险。
本发明通过软磁片弹性弥补钻削反力的减小、通过磁力提供支反力。可有效避免传统方法缺点，适用范围更广。
本发明一种基于磁石异极相吸提供支反力的碳纤维复合材料制孔方法，步骤如下：
（1）根据定位尺寸要求确定好碳纤维复合材料结构具体开孔位置，通过人工划线等方式用软性铅笔在结构开孔位置作标记。
（2）将定位磁石放置在碳纤维复合材料标记处。在碳纤维复合材料结构背面使用软磁片贴合于碳纤维复合材料结构上，定位磁石会在磁场力的吸引下，与背面软磁片吸引。
（3）使用手工钻对准碳纤维复合材料结构标记处，这时可调整定位磁石位置，使其刚好与手工钻头外径配合。
（4）操作者使用高速气钻控制进给量、保证钻头的中心位置垂直度将碳纤维复合材料结构与软磁片一起钻通。
（5）制备完孔后，可将定位磁石与软磁片从碳纤维复合材料结构上拆除。
本发明所述定位磁石采用铷铁硼磁铁，磁性强，表面有光亮的镀层，中间采用激光钻制让位孔5，让位孔5孔壁光滑。定位磁石中心孔呈喇叭形，底部孔径与碳纤维复合材料结构接触面孔径与钻头孔径一致，上部孔径偏大。这样设计目的是，避免钻头在高速旋转时，钻头发生偏心运动，或是操作者没有保证中心位置垂直度，造成钻头与定位磁石发生碰撞，导致定位磁石碎裂，同时上部孔偏大，也便于操作者实时观察制孔过程，及时控制进给量。
本发明所述定位磁石中心底孔直径参考钻头直径，定位磁石外径分别可选择3mm、4mm、5mm、6mm共4中规格。
本发明所用软磁片为橡胶磁，具有柔软性、弹性、可裁剪，可一定程度弯曲变形，所以即适用于碳纤维复合材料平面结构，也适用于曲面结构。
本发明所述定位磁石可重复使用，所述软磁片虽不能重复使用，但价格低廉，且一次钻孔损耗量不大。
常规航空器飞机碳纤维复合材料结构件单层厚度在1mm~3mm之间，制孔处通常为单层结构，在保证与碳纤维复合材料接触面孔径（即制孔直径）不变的情况下，合理设计定位磁石大小（高度、轮廓外径）和软磁片厚度以满足吸附力要求。
本发明一般常用碳纤维复材制孔钻头为硬质合金钻头，材料成分主要为碳化钨复合材料，无磁性，制孔时不受磁石磁性影响。
本发明所述定位磁石中心孔呈喇叭形，在中心孔形式不变的情况下，其他方形，矩形等外观，均与本发明无实质区别，属于本发明专利保护范畴。
本发明所述软磁片，其他材质凡是能与磁石相吸的材料（铁、钴、镍）替代本发明所述软磁片，均与本发明无实质区别，属于本发明专利保护范畴。
最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本发明的专利范围；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本发明的主体设计思想和精神上做出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内；另外，将本发明的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种碳纤维复合材料制孔方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、根据定位尺寸要求确定好碳纤维复合材料结构具体开孔位置并在开孔位置作标记；
步骤2、将开设有让位孔的定位磁石放置在碳纤维复合材料结构标记处，在碳纤维复合材料结构背面贴合一张与定位磁石相吸引的软磁片；
步骤3、使用手工钻通过让位孔对准碳纤维复合材料标记处；
步骤4、操作者使用高速气钻控制手工钻进给量，保证钻头中心位置垂直度，将碳纤维复合材料结构与软磁片一起钻通；
定位磁石呈圆柱形，让位孔呈倒圆台型；
让位孔小端孔径与手工钻钻头孔径相一致，让位孔与定位磁石同轴心分布。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料制孔方法，其特征在于，还包括以下步骤：
步骤5、钻孔完毕后，将手工钻退出后，将定位磁石和软磁片从碳纤维复合材料结构上拆除。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料制孔方法，其特征在于，在所述步骤1中，在开孔位置作标记时，采用软性铅笔在开孔位置人工划线作标记。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料制孔方法，其特征在于，定位磁石外径为3-6mm。
5.根据权利要求4所述的一种碳纤维复合材料制孔方法，其特征在于，定位磁石外径为3mm、4mm、5mm、或者6mm。
6.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料制孔方法，其特征在于，定位磁石为铷铁硼磁铁，表面镀有光亮镀层，让位孔孔壁光滑。
7.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料制孔方法，其特征在于，软磁片为橡胶磁。
8.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料制孔方法，其特征在于，手工钻钻头为采用碳化钨复合材料制成的硬质合金钻头。
CN202310220952.3A 2023-03-09 2023-03-09 一种碳纤维复合材料制孔方法 Active CN116061264B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310220952.3A CN116061264B (zh) 2023-03-09 2023-03-09 一种碳纤维复合材料制孔方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310220952.3A CN116061264B (zh) 2023-03-09 2023-03-09 一种碳纤维复合材料制孔方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116061264A CN116061264A (zh) 2023-05-05
CN116061264B true CN116061264B (zh) 2023-06-30

Family

ID=86183825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310220952.3A Active CN116061264B (zh) 2023-03-09 2023-03-09 一种碳纤维复合材料制孔方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116061264B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203156110U (zh) * 2013-03-27 2013-08-28 浙江工贸职业技术学院 高性能钻孔定位套
JP2016028838A (ja) * 2014-07-25 2016-03-03 株式会社イノアックコーポレーション 炭素繊維複合材の孔あけ加工方法
CN206682221U (zh) * 2016-11-23 2017-11-28 柳州欧维姆机械股份有限公司 可调节大角度拉索定位器
CN207415128U (zh) * 2017-11-15 2018-05-29 周口师范学院 一种外圆磨床用快速定位装夹结构
CN108630364A (zh) * 2018-04-09 2018-10-09 徐州通用高新磁电有限公司 一种复合磁性材料
CN109003792A (zh) * 2018-07-26 2018-12-14 江门市汇鼎科技有限公司 一种软磁片及其制备方法和用途

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6902360B2 (en) * 2002-02-08 2005-06-07 General Electric Company Method of cutting a hole in a composite material workpiece
US8882410B2 (en) * 2011-08-25 2014-11-11 The Boeing Company Drilling tool
CN104353872A (zh) * 2014-11-03 2015-02-18 江苏中陆航星航空工业有限公司 钻孔定位导向器
CN205928882U (zh) * 2016-07-22 2017-02-08 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种磁流体手工制孔定位装置
CN208117955U (zh) * 2018-04-23 2018-11-20 扬州大学 一种碳纤维打孔治具
CN109849099A (zh) * 2018-10-30 2019-06-07 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种防止碳纤维零件制孔缺陷的方法
CN210023820U (zh) * 2019-05-09 2020-02-07 中国商用飞机有限责任公司 一种辅助钻孔装置
CN111791305B (zh) * 2020-06-30 2022-09-06 中航成飞民用飞机有限责任公司 碳纤维复合材料制孔方法
CN113146563B (zh) * 2021-03-12 2023-08-25 中国商用飞机有限责任公司 孔位标记工具和在装配件上标记孔位的方法
CN114719727B (zh) * 2022-03-25 2024-06-11 四川腾盾科技有限公司 基于磁石异极相吸的航空器成品装配定位检测方法
CN114888164A (zh) * 2022-07-14 2022-08-12 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种用于飞机蒙皮与骨架装配的电磁引孔方法及装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203156110U (zh) * 2013-03-27 2013-08-28 浙江工贸职业技术学院 高性能钻孔定位套
JP2016028838A (ja) * 2014-07-25 2016-03-03 株式会社イノアックコーポレーション 炭素繊維複合材の孔あけ加工方法
CN206682221U (zh) * 2016-11-23 2017-11-28 柳州欧维姆机械股份有限公司 可调节大角度拉索定位器
CN207415128U (zh) * 2017-11-15 2018-05-29 周口师范学院 一种外圆磨床用快速定位装夹结构
CN108630364A (zh) * 2018-04-09 2018-10-09 徐州通用高新磁电有限公司 一种复合磁性材料
CN109003792A (zh) * 2018-07-26 2018-12-14 江门市汇鼎科技有限公司 一种软磁片及其制备方法和用途

Also Published As

Publication number Publication date
CN116061264A (zh) 2023-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201283458Y (zh) 攻丝导向器
CN101417349A (zh) 引孔器
CN116061264B (zh) 一种碳纤维复合材料制孔方法
CN111250746B (zh) 电磁声多场复合辅助钻削微小深孔的方法及装置
CN201267880Y (zh) 反镗刀
CN105730117A (zh) 一种新型数控非金属材料专用加工机床用刀头
CN220427200U (zh) 一种不锈钢水表箱激光切割装置
Liu et al. Versatility of waterjet technology: from macro and micro machining for most materials
CN109513953A (zh) 一种多用途深孔镗头及其使用方法
CN209255947U (zh) 一种蜂窝夹层板镗芯工具
CN115815650A (zh) 一种封闭结构复合材料件引孔装置及方法
CN221434968U (zh) 一种活塞孔孔壁支撑率高效加工刀具
CN106862958A (zh) 一种微结构切割机床的自动夹紧装置
CN207308987U (zh) 一种多孔深孔镗防振动工具
CN211589287U (zh) 堵铜套夹具
CN208628498U (zh) 一种叉车驱动桥连接板钻模
CN209007399U (zh) 一种粘料工装
CN216487683U (zh) 一种用于磁芯开气隙的夹具
CN106042050A (zh) 一种打孔装置
CN221158280U (zh) 一种钕铁硼掏双孔装置
CN202984743U (zh) 直升机前活动整流罩托板螺母制孔工具
CN107931803A (zh) 一种自动化小导管割孔成型生产线及其生产工艺
CN214769437U (zh) 一种端面锪刀
CN212526199U (zh) 燃油喷管微孔加工用刀具
CN211806331U (zh) 一种空心路轨切割机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant