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科技成果简介:复合材料系列工具技术
2015-05-13 10:19 李春野 

一、产品和技术简介

航空航天等领域广泛应用的碳纤维/树脂复合材料具有各向异性,层间强度低,且碳纤维的硬度高(HRC=5365)、强度大、导热性差等特性,导致诸如钻孔、锪窝、开窗口、大孔套料加工、切边、磨削等机械加工过程中,特别是制孔过程中极易产生毛刺、分层、撕裂等缺陷,属于典型的难加工材料。多年来,航空航天和军工科研与生产企业为确保碳纤维复合材料构件的质量,不得已只能沿用金属加工工具及加工工艺,传统的机械加工方法和现有的手工作业方式不仅效率低下,远远满足不了批量生产的需求,而且极易产生毛刺和撕裂等加工缺陷,国内至今尚无针对C/E复合材料加工的系列专用刀具。

基于以上问题,开展了针对碳纤维/树脂基复合材料工具技术的系列研究,研制开发出系列电镀超硬磨料(金刚石)多刃套料工具及其组合制孔工具、微磨料群可控排布电镀超硬磨料磨削砂轮、超硬磨料超薄切割工具、金刚石纳米涂层螺旋面整体硬质合金制孔刀具、PCD制孔刀具等,并掌握了各种刀具的加工性能和最优工艺参数。

二、应用范围和生产条件

复合材料在军工、航天航空领域应用越来越广泛,而相应的军工企业、研究所都不可避免的面临复合材料加工中出现的各种问题。复合材料系列工具技术已部分应用与航空和航天企业,例如,中国运载火箭研究院703所、沈阳飞机(集团)有限公司,取得了良好的效果,同时,也为北京航空制造工程研究所的相关科研提供了刀具。复合材料系列工具技术对于复合材料应用的航空航天等领域具有广泛的应用前景。

本装置不包含复杂难加工零件,装配简单,不需要特殊的生产、装配条件,通过常规机械加工手段即可加工制造。

三、获得的专利等知识产权情况

已获得中国发明专利:

一种磨粒三维多层可控优化排布电镀工具制作方法;专利公开号:ZL200710010921.6

一种减缓碳纤维复合材料手工制孔出口速度的方法及其缓冲装置;专利公开号:ZL200910012749.7

四、规模和效益、成本估算

每件工具的结构、尺寸可以根据使用方的特殊加工需求进行调整;每件工具制造成本由具体结构、尺寸确定,根据使用方需求确定投资规模;可以很好的完成常规加工手段无法完成的复合材料加工任务,克服了传统加工中的毛刺撕裂和分层等缺陷,达到了碳纤维等高强纤维树脂基复合材料高效无缺陷加工的目的。

五、提供技术的程度和合作方式

专利技术转让、针对用户定制供货,详情面议。

六、配图

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