[发明专利]一种声衬构件用弱刚性半固化芳纶纸蜂窝导水槽加工方法

说明书

本发明涉及一种声衬构件用弱刚性半固化芳纶纸蜂窝导水槽加工方法，属于先进结构复合材料制造技术领域，特别涉及排水设计夹层复合材料构件加工技术。该方法是实现含导水槽轻质蜂窝夹层复合材料构件制造的关键技术。该导水槽为消音声衬构件面板侧壁及蜂窝壁上贯穿的排水设计，尺寸及一致性要求高；该半固化纸蜂窝具有弱刚性，难加工且易产生切削损伤。本发明设计小直径微刃多齿切削刀具，设定适合的低转速、低进给的加工参数，采用H向‑WL面复合进给铣槽加工工艺，确保芳纶纸在切削过程处于合理状态，再加热固化定型出适合声衬曲率的纸蜂窝芯材，精确控制蜂窝导水槽的宽度、深度，每排槽的一致性，实现芳纶纸蜂窝导水槽的高效精密加工。

技术领域

本发明涉及一种声衬构件用弱刚性半固化芳纶纸蜂窝导水槽加工方法，属于先进结构复合材料制造技术领域，特别涉及含排水设计夹层复合材料构件加工技术。该方法是实现含导水槽轻质蜂窝夹层复合材料构件制造的关键技术。

背景技术

芳纶纸蜂窝材料是目前广泛应用于航空航天产业的先进复合材料，是一种兼具芳纶纤维增强复合材料特点的蜂窝材料，多与金属或纤维增强复合材料蒙皮共固化形成夹层结构，用于运载火箭、飞机的次承力部件和结构部件，如火箭整流罩、蜂窝板，飞机地板、舱门等部件都大比例地利用了蜂窝夹层。Nomex芳纶纸蜂窝材料是典型的周期性多孔结构材料，通常是将芯条胶和芳纶纸按照一定的铺叠方式叠合在一起压制固化，再进行拉伸定型后片切，最后浸入酚醛等树脂中完成浸胶固化，其孔壁微观结构如图1所示。

复合材料风扇声衬构件在结构设计中会考虑避免雨水的浸泡问题而设计有导水槽，但由于Nomex芳纶纸蜂窝材料面内低刚度的结构特点，以及组分材料较差的切削加工性，缺少适合芳纶纸蜂窝的加工技术，导致芳纶纸蜂窝导水槽加工中频繁出现毛刺、撕裂及塌边等加工损伤，进而严重影响声衬构件的使用性能和使用寿命。本发明创新提出采用复合进给铣槽加工工艺方法，实现了声衬构件用弱刚性半固化芳纶纸蜂窝近U型导水槽的加工，目前采用该方法完成纸蜂窝导水槽加工还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提出一种声衬构件用弱刚性半固化芳纶纸蜂窝导水槽加工方法，解决易产生切削损伤的弱刚性半固化芳纶纸蜂窝壁上近U型导水槽的加工问题。

本发明采用的技术方案为：

一种声衬构件用弱刚性半固化芳纶纸蜂窝导水槽加工方法，包括如下步骤：

(1)对半固化芳纶纸蜂窝进行固定；

(2)确定加工使用的铣刀：选用小直径微刃多齿结构铣刀进行加工；

(3)确定加工使用的工艺：每个导水槽加工采用H向-WL面复合进给铣槽加工工艺方式进行加工；

(4)设定芳纶纸蜂窝导水槽加工路径；

(5)进行芳纶纸蜂窝导水槽加工，根据步骤(4)设定的加工路径，使用步骤(2)选用的刀具和相关的加工工艺参数，按照步骤(3)的加工方式在芳纶纸蜂窝壁上进行导水槽加工；

(6)将实现每排导水槽加工的半固化芳纶纸蜂窝在蜂窝定型工装上加热固化定型，获得与声衬面板匹配曲率的曲面含导水槽纸蜂窝。

进一步的，所述导水槽为芳纶纸蜂窝壁上沿蜂窝横向分布的多个U形槽，槽深为3-5mm，槽宽为3-4mm。

进一步的，每个导水槽在沿芳纶纸蜂窝纵向的胶接节点双层蜂窝壁上切削加工，且在每个双层蜂窝壁边上居中位置。

进一步的，所述芳纶纸蜂窝的纸材料为Nomex芳纶纸，孔格边长为3.67-5.5mm，蜂窝高度≥10mm，蜂窝公称密度≤48kg/m³。

进一步的，步骤(1)中对芳纶纸蜂窝进行固定时在平面操作台上采用双面胶带胶接固定芳纶纸蜂窝。