[发明专利]一种预制体、一种复合部件以及一种复合部件的加工方法

说明书

一种预制体、一种复合部件以及一种复合部件的加工方法，其中预制体用于后期加工形成部件，其包括：主体部分以及至少一个加工部分，其中主体部分包括主体纤维结构，加工部分包括加工纤维结构，所述加工纤维结构与所述主体纤维结构之间设有若干纤维互不交叉的分层开口；所述后期加工包括先后进行的复合成型工艺和机加工工艺；所述部件的外轮廓与所述主体纤维结构之间存在至少一个所述分层开口，所述外轮廓形成于所述分层开口的靠近预制体表面的外侧。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种预制体、一种复合部件以及一种复合部件的加工方法。

背景技术

现有技术中复合材料通常将预制体通过基体复合成型，三维整体机织结构的预制体作为复合材料的增强结构，具有结构整体性好，抗分层能力强等特点，其在航空航天及国防领域越来越受重视。通常预制体包括若干经纱和纬纱，纬纱之间互相并行不发生交叉，经纱方向与纬纱方向垂直，相邻的经纱之间按一定的规律互相交织而形成织物。

在复合材料制品的使用过程中，为了满足更高尺寸精度的应用需求，对复合材料制品进行机械加工不可避免，若直接对复合材料制品的整体结构进行机械加工，则常常会使得构成预制体的经纱纤维被切断，从而使得预制体的整体性被破坏，这将直接影响复合材料制品的机械强度和力学性能。因此，在对复合材料制品的机械加工过程中应当尽量避免因机械加工而造成预制体的主体纤维的断裂。

而现有技术中复合材料制品的制造，通常先通过织造形成纤维结构的预制体，再通过后期加入基体进行复合成型；由于预制体织造技术已经足够成熟，因此预制体的制造成型具有较大的塑形空间，现有技术中在也通常在预制体织造阶段即将其塑造成特定的形状(即预制体的仿形织造)，因此针对仿形预制体的后期复合成型过程中，需要针对特定形状的该仿形预制体进行开模，将仿形预制体置于相应形状的模具内并注入树脂最终复合成型形成复合材料制品。因此，针对不同形状或造型的预制体的复合成型需要开设不同形状的模具，即模具的通用性较低、且制造特定造型的模具需要花费较大的成本，因此极大地限制了复合材料制品的制造成本的降低和工艺的简化。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的复合材料制品的成本较高工艺复杂的缺陷，从而提供一种有效降低复合材料制品的制造成本和加工工艺同时提高了制造精度的一种预制体、复合部件以及一种复合部件的加工方法。

为此，本发明的技术方案如下：

一种预制体，用于后期加工形成部件，其包括：

主体部分以及至少一个加工部分，其中主体部分包括主体纤维结构，加工部分包括加工纤维结构，所述加工纤维结构与所述主体纤维结构之间设有若干纤维互不交叉的分层开口；

通过机加工实现的所述部件的最终造型的外轮廓与所述主体纤维结构之间存在至少一个所述分层开口，所述外轮廓形成于所述分层开口的靠近所述主体部分的一侧。

进一步地，所述主体纤维结构和所述加工纤维结构均包括经纱和纬纱。

进一步地，位于所述分层开口两侧的经纱互不交叉。

进一步地，所述主体纤维结构和所述加工纤维结构分别独立织造成型。

进一步地，沿垂直于所述纬纱方向的所述主体纤维结构和所述加工纤维结构的纵截面均为一字型；所述分层开口沿所述经纱延伸方向设置。

进一步地，所述主体纤维结构和所述加工纤维结构一体织造成型。

进一步地，所述加工纤维结构的端部经纱由所述主体纤维结构中引出。

进一步地，沿垂直于所述纬纱方向的所述主体纤维结构的纵截面包括H形、L形、T形、U形、口字形中的任意一种或几种。

进一步地，所述预制体由碳纤维或玻璃纤维制成。