HB Z 189-1991 碳纤维复合材料构件制孔工艺.pdf

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1、中华人民共和国航空航天工业部航空工业标准HB/Z 189-91 碳纤维复合材料构件制孔工艺1991-0618发布1991-10-01实施中华人民共和国航空航天工业部批准中华人民共和国航空航天工业部航空工业标准碳纤维复合材料构件制孔工艺HBZ 189-91 1 主题内容与适用范围本规范规定了碳纤维复合材料梅件制孔、切割、修边的要求，工艺方法及质量控制。本规范适用于由碳纤维无纬布铺叠制成的构件，由编织布铺叠制成的构件的加工H法叮参照执行。2 号|用标准GB 1031 表面粗糙度参数及其数值HB/Z 175 高压水射流切割复合材料3 术语制孔指钻孔、佼孔、惚窝。分层层合材料的层间分离现象。劈裂构件表

2、面层纤维的撕裂。垫板加工时垫在构件下面起支撑作用的工艺板。4 专用刀具和工具推荐的专用刀具和工具见表1和表2表1制孔、切割与修边刀具制造单位名称规格，mm(供参考Y 330硬质合金麻花钻3g,(13 J:海工具厂航空航天工业部1991-06一18发布配套工具(供参考)型号转速.r!lIIif1Z6 -1 t1 000 Z8-1 1800 Z8-) !800 Z8-1 1800 713 160 1991-1001实施HBjZ 189-91 续表1配套工具(供参考)制造单位氢利:规格吨mm叶飞参考7型号转述，r八金刚石套料锚二二、12625所Z8-1 1800 四直槽钻较复合钻头4，._.6 32

3、0厂Z5K 1000 金刚石磨轮。10-50625所Z6-1 4000 金刚石砂轮片北京人工PDP 1l0X16X2 I J 000 (1叫眼型)晶体研在所100C lO1到户金刚石砂轮片北京2 100XltXl Zf 7!)OO 金刚石厂3 表2制孔、切害1与修边工具名利;型号与规格转速，r!mn制造单位(供参考可控进给钻Z5K 11O()。前哨机械r高速手风钻2 17500 前哨机械JZ6一3 电动砂轮切割机(角向磨光机)PDPOOC 11000 闺日电动工具公司5 技术要求5. 1 孔径和位青尺寸按设计图祥和技术条件规定。5.2 更换后的钻惚刀具，在加工前均应先进行i式钻穗，fT格后方可

4、使用。5. 3 制孔表面粗糙度按GB1031的规定，钻孔和惚窝不低于Ra6.3，佼孔不低于Ra3.2Q5. 4 加工碳纤维复合材料应优先采用硬质合金刀具和金刚石刀具。5.5 加工时如有异常响声，切J削;)过分磨损或出现缺口，复合材料表面出现变色以及分层、劈裂等情况时，应更换或修磨刀具。5.6 制孔刀具的修磨，应采用金刚石砂轮，建议用1801t粒度的金刚石砂轮。5. 7 对有蜂窝夹层的碳纤维复合材料陶件加工时不得使用润滑剂，碳纤维复合材料构件的切削速度不超过250m/min时，一般也不需要润滑剂。5.8 在碳纤维复合材料构件上钻孔时，应在出口面加垫板支撑并消除间隙;应尽茧将钻孔:.HJ面放于惚窝

5、固。垫板材料可选用硬塑料板、夹布胶木板或硬铜板。5. 9 使用有钻或手风钻时，进给速度不宜太快，在孔快钻选时用放慢进给速度，以免孔出门面分层。5.10 用可控进给钻配上钻模板钻孔，应采用网直槽钻佼复合钻头。转速为4000r/min，进给量控制在O.007-0. 02mm/r时可不加垫板支撑。2 HB/ Z 189-91 8 制孔6. 1 钻孔6. ,. 1 在碳纤维复合材料构件上钻孔S. ,. ,. , 钻3-12mm的通孔应使用硬质合金麻花钻，推荐转速为800，._2800r/min.进给量为O.01-0.06mmji(限于国内目前风钻速度不配套，可参考表1选用风钻。6. ,. ,. 2 硬

6、质合金麻花钻头推荐的几何参数兑表3。表3钻头的JL何参数锋角后角横JJ宽.111m (O.IO.3)d 螺旋角IlO120。10-250 250。注:d为钻头直径e6.1.3 钻大于12mm的孔，应采用80-J 00位度的金刚石套料钻(见图1).钻速为500-280r/min.为防止孔出口面劈裂应采用两面钻干L.每面备销一半，如无法两面钻孔.I含在孔出门面加垫板支撑u非与I四l金|刑石套料i占6. .2 在碳纤维复合材料与铝或锹组合的构件上钻孔。6.2. 从复合材料雨钻入.可不加组极支撑，用硬质合金麻花钻按钻铝或钦的转速钻削，盲至钻通为止(见图2)。为防止金属切削戈IJ伤复合材料孔哇，应注意断

7、屑钻铝或钦的推荐转声!Jt!.表4。表4钻铝或钦的转i束1500-350U 钻轨和钢.r l111in m-8 m一。他一孔一钻锚，r/min5(JO 1800 S. 1. 2. 2 从娼或铁面钻入，用硬质合金麻花钻，钻速兑，去Jj.亘在扎;!i口面应加垫板支撑，以防止孔出口面劈裂见图衍。3 HB/Z 189一91复合材料或做铝或铁图2从复合材料面钻入国3从铝或铁面钻入6.2 按孔如需按孔，钻孔时!但留出佼孔余量O.15,_, 0. 4mm，然后用硬质合金佼刀绞至最后尺寸，推荐转速为500r/mn0 6.3 锦寓6.3.1 对碳纤维复舍材料构件的银窝应使用硬质合金锦窝钻或金刚石惚窝钻。6.3.

8、2 使用硬质合金惚窝钻转速为500- 800r /min ，金刚石饱窝钻的转速为800-140r/ mno为防止表面纤维劈裂，惚窝钻必须在旋转以后接触工件。6.3.3 惚窝深度应用惚窝限位器控制，试惚合格后方可使用。6.3.4 孔需要倒角时，用金刚石锦窝钻(见图份，倒角转速为500r/min0 6. 4 去毛刺孔和窝有明显毛刺时，剧细号纱布和毛刷清除干净。因4i有金刚右锦霄钻任1;角7 切事j7. 1 镜f切割j用60.8011-立度的金刚石砂轮片.1:)J削速度不低于560m/min，进给速度不大于300mrn/rnin。允许使用冷却掖，切割1日工仲要擦干。HB/Z 189-91 7.2 用

9、电动或风动砂轮切割工具切割碳纤维复合材料构件，使用60-804粒度的金刚石砂轮片，转速应不大于10000r/min。7.3 用高压水射流切割参见HB/Z175 0 8 修边用80-100就就度的金刚石磨轮，装在手风钻上进行修边，转速不小于3000r/min，修边完后用细砂布打光c9 制孔质量验收标准9. 1 孔径、埋头窝的尺寸及公差要求，应符合设计图祥、技术条件或紧圄件安装生产说明书的有关规定。9.2 钻孔和锦窝表面粗糙度不低于Ra6.3，饺孔不低于Ra3.209.3 孔的垂直度不大于20。9.4 孔各部位的质量要求见图5和表民主f因5有质量要求的部位表5孔的损伤要求部位|要求1 | 孔入口处

10、不应有分层，孔边缘的毛刺应清除2 |埋头窝与孔的同轴度不大于0伽m3 | 弛壁损街允许范国比第M条100。士2。-4 I孔出口边损伤允许范围见表6.损伤包括分层、劈裂和障渣.孔边缘的毛剌应清除9.5 由于分层、劈裂和掉渣引起的孔jlI损伤泣围见图6和表6。5 H8j Z 189-91 钻头入口面h 回6孔边损伤范面表6孔边损伤允许泡围孔径h最大.-L- W最大-3 O. -1 1. 3 4 O. .1 2.0 5 。.1 :.5 ._-6 O. ,1 2.5 8 O. 4 3.0 10 0. 4 3.0 12 0. 4 3.0 . 9.6 孔壁最大损伤范围:深o.25mm，宽o.2mm，并且不

11、超过孔或埋头窝圆周氏的25%，见图7。9. 7 孔出口的劈裂损伤应在长挝、宽1.8mm的范围内，见图8。9. 8 制孔质量一般采用目砚检查，有公差要求的孔用最具或塞规检查，对重要受力部位连接孔质娃有疑问时应进行无损俭测。10注意事项复合材料加工属有害王种，在复合材料构件制孔、切割、修边过程中要求用吸尘装置清除粉尘。操作者必须戴防护口罩、眼镜和工作帽，穿E作服。11 人员培训凡从事碳纤维复合材料构件加工的人员，须进行技术培训，掌握操作技能，熟悉加工要求和规定，经考核合格店方可上岗。6 .B/Z 189-91 图7孔壁损伤范围图8孔出口劈裂范围附加说明:本标准由航空航天工业部航空材料热工艺标准化技术归口单位提出井归口。本标准由625所负责起草。本标准主要起草人:万德建、张全纯。