一种航空胶粘复合材料薄壁件低损伤机务维修方法技术

本发明专利技术公开了一种航空胶粘复合材料薄壁件低损伤机务维修方法:S1、将航空CFRP胶粘复合材料固定在工作台上，胶粘复合材料上表面连接直流电源负极，下表面连接电源正极，然后进行侧铣；S2、侧铣同时进行滚压；S3、进行X射线无损检测。本发明专利技术侧铣工艺完成对CFRP胶粘复合材料的整形、齐边、修磨，仅需刀具的一次走刀即可完成复合材料的尺寸控制和表面毛刺修整，有效控制和降低了加工和维修过程中胶粘复合材料的界面裂纹、胶面脱粘、表面毛刺等，降低了维修废品率和维修风险，提高了机务维修精度和效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种航空胶粘复合材料薄壁件低损伤机务维修方法


[0001]本专利技术涉及航空工程加工与机务维修
，具体为一种航空胶粘复合材料薄壁件低损伤机务维修方法。

技术介绍

[0002]随着航空航天技术的发展，复合材料得到了广泛的应用，其中CFRP胶粘复合材料是当前应用最多的一种复合材料，针对民用航空机务维修和加工领域，如何降低航空器薄壁类零部件加工成本，提高航空胶粘复合材料的加工和机务维修效率成为航空业的一个重要课题，在航空胶粘复合材料的机务维修中，针对纤维增强/增韧的各向异性复合材料，由于纤维编织结构较复杂而且加工成本太高，从而严重制约了航空工程中机务维修技术的发展；整形、齐边、修边是胶粘复合材料机务维修中常见的工艺，维修过程一般需要数控机床或人工打磨的方式，对胶粘复合材料板进行尺寸控制和表面毛刺处理。
[0003]现有的加工方法一般需要利用砂轮机或数控机床进行手工打磨、数控切削，加工过程中，极易出现胶粘复合材料的胶层脱粘、界面裂纹、毛刺、加工损伤不易控制等问题；导致胶粘复合材料在整形、齐边的机务维修过程中，废品率较高，维修效率较低。传统的技术手段需要反复对材料进行试切、打磨毛刺、检测；显然这种技术方法的不适合机务维修现场，维修过程的人为误差较大，而且后续损伤检测中，胶粘复合材料脱粘严重，界面处裂纹扩展不可。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种航空胶粘复合材料薄壁件低损伤机务维修方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种航空胶粘复合材料薄壁件低损伤机务维修方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0006]S1、将航空CFRP胶粘复合材料固定在工作台上，胶粘复合材料上表面连接直流电源负极，下表面连接电源正极，然后进行侧铣；
[0007]S2、侧铣同时进行滚压；
[0008]S3、进行X射线无损检测。
[0009]优选的，所述步骤S1中，侧铣过程中刀具在进行圆形、椭圆中的一种或两种轨迹高频率振动的同时，按指定的连续半圆、正弦、三角波中的一种或多种低频率波形的刀具路径进行铣削。
[0010]优选的，所述步骤S2中，采用一对轴心平齐的绝缘滚筒(4)进行滚压，滚压与切削位置保持同步，并且距离铣削点1
‑
2mm，滚压力控制在20
‑
100N。
[0011]优选的，所述切割时的设计载荷为F＝0.85αV
c
f
z
a
e
a
p L，在超过设计载荷时，停止铣削，
[0012]其中α为与复合材料编织相关的常数，V
c
为铣削线速度，f
z
为铣刀每齿进给速度，a
p
为铣削深度，a
e
为铣削厚度，L为胶粘复合材料的整体厚度。
[0013]优选的，所述步骤S1中，在侧铣过程中，刀具进行圆形高频率振动，其中高频率振动频率15
‑
40KHZ，振幅为1
‑
4μm。
[0014]优选的，所述步骤S1中，所述的低频率波形的刀具路径，波长为2
‑
10mm,频率为0.5
‑
2HZ。
[0015]优选的，所述步骤S1中，采用液氮冷气冷却控温，其温度控制在
‑
20℃到25℃。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0017]1、本专利技术根据航空机务维修加工现场的需求，通过侧铣工艺完成对CFRP胶粘复合材料的整形、齐边、修磨，仅需刀具的一次走刀即可完成复合材料的尺寸控制和表面毛刺修整，有效控制和降低了加工和维修过程中胶粘复合材料的界面裂纹、胶面脱粘、表面毛刺等，降低了维修废品率和维修风险，提高了机务维修精度和效率。
[0018]2、本专利技术同时控制玉米铣刀路径，刀具自身高频振动的同时沿低频波形路径切削，可避免机务维修现场的多种人为误差，有效降低了界面裂纹和表面损伤，提高了机务维修水平。
附图说明
[0019]图1为本专利技术方法流程图；
[0020]图2为本专利技术维修方法示意图。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0023]请参阅图1，本专利技术提供一种技术方案：如图1所示，本专利技术提供的航空胶粘复合材料薄壁件低损伤机务维修方法包括按顺序进行的下列步骤：
[0024]S1、将航空CFRP胶粘复合材料固定在工作台上，胶粘复合材料上表面连接直流电源负极，下表面连接电源正极。工业机器人手臂的末端执行机构夹持金刚石涂层的玉米铣刀1进行侧铣，侧铣过程中刀具在进行圆形、椭圆等轨迹2高频率振动的同时，按指定的连续半圆、正弦、三角波等低频率波形的刀具路径进行铣削。
[0025]S2、胶粘复合材料侧铣的同时，工件上下表面由一对轴心平齐的绝缘滚筒进行滚压，滚压位置与铣刀的切削位置保持同步，并且距离铣削点1
‑
2mm，滚压力控制在20
‑
100N。
[0026]侧铣过程中，刀具采用液氮冷气冷却控温，刀具由力传感器反馈切削力信号，切削力超过的设定载荷刀具自动停止。设计载荷为F＝0.85αV
c
f
z
a
e
a
p L，其中α为与复合材料编
织相关的常数，V
c
为铣削线速度，f
z
为铣刀每齿进给速度，a
p
为铣削深度，a
e
为铣削厚度，L为胶粘复合材料的整体厚度。
[0027]S3、胶粘复合材料铣削完成后，利用超声和X射线无损检测技术，检测胶粘面的裂纹扩展、胶面脱粘和加工表面损伤情况，根据测试结果，依据步骤S2的公式，优化侧铣的工艺参数，以提高效率，降低胶粘复合材料的加工损伤。
[0028]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空胶粘复合材料薄壁件低损伤机务维修方法，其特征在于，包括一下步骤：S1、将航空CFRP胶粘复合材料固定在工作台上，胶粘复合材料上表面连接直流电源负极，下表面连接电源正极，然后进行侧铣；S2、侧铣同时进行滚压；S3、进行X射线无损检测。2.根据权利要求1所述的一种航空胶粘复合材料薄壁件低损伤机务维修方法，其特征在于：所述步骤S1中，侧铣过程中刀具在进行圆形、椭圆中的一种或两种轨迹高频率振动的同时，按指定的连续半圆、正弦、三角波中的一种或多种低频率波形的刀具路径进行铣削。3.根据权利要求1所述的一种航空胶粘复合材料薄壁件低损伤机务维修方法，其特征在于：所述步骤S2中，采用一对轴心平齐的绝缘滚筒进行滚压，滚压与切削位置保持同步，并且距离铣削点1
‑
2mm，滚压力控制在20
‑
100N。4.根据权利要求1所述的一种航空胶粘复合材料薄壁件低损伤机务维修方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述切割时的设计载荷为F＝0.85αV
c
f
z
a
e

【专利技术属性】
技术研发人员：张立峰，王梓旭，温敬，肖文渊，赵洋，朱晔旻，范弘哲，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：