HB/Z 409－2013 树脂基复合材料制件机械加工工艺 Machining process of resin matrix composite parts 2013－04－25发布 2013－09－01实施 中华人民共和国工业和信息化部 发 布 ICS 49.040 V 18 HB/Z 409－2013 I 目 次 前言……………………………………………………………………………………………………………II 1 范围…………………………………………………………………………………………………………1 2 规范性引用文件……………………………………………………………………………………………1 3 术语和定义、 缩略语…………………………………………………………………………………………1 3.1 术语和定义…………………………………………………………………………………… ………1 3.2 缩略语………………………………………………………………………………………… ………1 4 一般要求……………………………………………………………………………………………………1 4.1 工艺材料……………………………………………………………………………………… ………1 4.2 设备与工具…………………………………………………………………………………… ………2 4.3 加工环境……………………………………………………………………………………… ………3 5 工艺控制要求………………………………………………………………………………………………3 5.1 工艺流程……………………………………………………………………………………… ………3 5.2 加工前准备…………………………………………………………………………………… ………3 5.3 机械加工……………………………………………………………………………………… ………3 5.4 修整打磨……………………………………………………………………………………… ………5 5.5 检验…………………………………………………………………………………………… ………5 6 质量控制要求………………………………………………………………………………………………5 7 人员、 安全要求………………………………………………………………………………………………5 附录 A (资料性附录) 树脂基复合材料机械加工工艺参数表……………………………………………6 附录 B (资料性附录) 典型缺陷及检验方法………………………………………………………………9 HB/Z 409－2013 II 前 言 本指导性技术文件按照 GB/T 1.1－2009 给出的规则起草。 本指导性技术文件由中国航空综合技术研究所归口。 本指导性技术文件起草单位：中国航空综合技术研究所、哈尔滨飞机工业(集团)有限责任公司、北京航空制造工程研究所、成都飞机工业(集团)有限责任公司。 本指导性技术文件主要起草人：张胜文、梁 勇、应 斌、曹红梅、皮付见。 HB/Z 409－2013 1 树脂基复合材料制件机械加工工艺 1 范围 本指导性技术文件规定了树脂基复合材料制件机械加工工艺的材料、设备与工具、环境、工艺过程控制、质量控制、人员、安全等要求。 本指导性技术文件适用于树脂基复合材料制件的机械加工。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 G J B 5304 军用复合材料术语 3 术语和定义、缩略语 3.1 术语和定义 G J B 5304 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1 划伤 scratch 由于外部因素引起的零件表面有损伤纤维的缺陷。 3.1.2 压痕 indentation flaw 无表面破坏的凹陷。 3.1.3 破损 damage 在复合材料已加工表面上露出、且已分离的细丝或纤维。 3.2 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 C B N ——cubic boron nitride ，立方氮化硼； C M M —— coordinate measuring machine ，坐标测量机。 4 一般要求 4.1 工艺材料 工艺过程中所使用的主要工艺材料及技术要求见表 1。 HB/Z 409－2013 2 表 1 主要工艺材料及技术要求 序号 材料名称 用 途 技术要求 1 冷却介质 控制加工产生的温度，避免由于热效应影响而降低复 材制件的性能 干燥空气、二氧化碳、批准的液态冷却液等 2 工艺垫板 制件加工时起支撑作用 耐热、硬度适中的聚氯乙烯板等 3 清洁剂 用于工装、夹具的清洗 工业级丙酮等 4 砂纸 用于复合材料打磨去毛刺 粒度180～240 4.2 设备与工具 树脂基复合材料制件机械加工工艺用到的主要设备、工具及其技术要求见表 2。 表 2 主要设备、工具及技术要求 序号 类别 设备名称 主要用途 技术要求 1 吸尘装置 用于吸除加工前后的复合材料制件的碎屑 2 专用吊挂、推车 用于复合材料制件的运输 轻便、稳定、安全 3 设备 高速数控机床 用于复杂空间曲面复合材料切边、制孔 转速10000rpm ～24000rpm 4 风铣 用于复合材料制件修边去除毛刺 转速800rpm ～2600rpm 5 低速可控风钻 钻孔、锪窝、铰孔 4000rpm 以上 6 高速风钻 钻孔 16000rpm ～24000rpm 7 工具 专用切钻工装 保证复合材料制件在加工中的稳定性 8 麻花钻 钻孔 硬质合金镶片 9 整体硬质合金钻头 钻孔、锪窝 10 扁钻 钻芳纶纤维，避免分层 50m/min～300 m/min 11 金刚石或金刚石涂层钻头 钻孔、锪窝 粒度100～120 12 锪窝钻 锪窝 硬质合金或金刚石 13 铰刀 铰孔 硬质合金或金刚石 14 CBN 硬质合金涂层铣刀 用于碳纤维和芳纶纤维制件加工 螺旋角应较小，宜7˚～12˚ 15 硬质合金铣刀 用于复合材料制件切边、倒角 2齿～3齿 16 用于复合材料制件粗加工 粒度60～80，2齿～3齿 17 金刚石或金刚石涂层铣刀 用于复合材料制件精加工 粒度80～100，2齿～3齿 18 无齿金刚石棒铣刀 用于复合材料制件切边、倒角 粒度60～100 19 手动磨轮 用于复合材料打磨、去毛刺 φ10mm～φ50mm 20 刀具 金刚石砂轮片 用于复合材料切割、切边、打磨 (φ16～φ110)×2mm 21 防护眼镜 用于操作者防护 有密封性，防止灰屑入眼 22 白手套 用于操作者防护 薄白布手套(不能用线手套) 23 防护面罩 用于操作者防护 透气性和防灰屑性好 24 辅助 工具 尼龙毛刷 用于去除复合材料制件上的碎屑 柔软不能伤制件表面 HB/Z 409－2013 34.3 加工环境 4.3.1 制件的机械加工可在一般工作间施工，温度宜为 15℃～32℃，相对湿度宜小于 75 %。 4.3.2 室内应有良好的通风设施。 4.3.3 机械加工产生的粉尘应进行处理，不得污染环境。 4.3.4 工作间和工作区域应清洁、整齐。 5 工艺控制要求 5.1 工艺流程 机械加工典型工艺流程如图 1所示。 机械加工 修整打磨 检验 防护加工前准备 结束开始 图 1 机械加工典型工艺流程 5.2 加工前准备 加工前准备要求如下： a) 目视检查工装应完好，清洁干净，无外来颗粒、油污或其他污垢； b) 使用辅助夹紧装置时，不应使零件产生变形； c) 切削刀具切削刃应锋利； d) 目视检查制件应清洁干净，无外来颗粒、油污或其他污垢； e) 将制件固定，必要时可使用抽真空装置或弓形夹等夹紧； f) 确定加工基准时应考虑 CMM检测的需要。 5.3 机械加工 5.3.1 切割 5.3.1.1 手工切割 手工切割技术要求如下： a) 手工切割包括下列两种方法： 1) 风铣刀切割，切割的线速度范围宜在 10 m/s～60 m/s之间； 2) 带锯切割，切割的线速度范围宜在 7 m/s～40 m/s之间。 b) 切割碳纤维或玻璃纤维复合材料制件时，可采用金刚石刀具、金刚石涂层刀具、硬质合金刀具HB/Z 409－2013 4 或金刚石刀具。 c) 加工芳纶纤维复合材料时，宜采用细齿高速钢带锯。 d) 手工切