一种预制体、一种复合部件以及一种复合部件的加工方法技术

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。

A Processing Method for Prefabrication, Composite Components and Composite Components

A processing method for prefabricated body, a composite component and a composite component, in which the prefabricated body is used for later processing forming components, comprises a main body part and at least one processing part, in which the main body part includes a main body fiber structure and the processing part includes a processing fiber structure, between the processing fiber structure and the main body fiber structure, there are several fibers that are not mutually identical with each other. The post-processing includes a successive composite forming process and a machining process; at least one of the delamination openings exists between the outer outline of the component and the main fiber structure, and the outer outline is formed on the outer side of the delamination openings near the surface of the preform.

【技术实现步骤摘要】
一种预制体、一种复合部件以及一种复合部件的加工方法
本专利技术涉及复合材料
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
因此，本专利技术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，本专利技术的技术方案如下：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；通过所述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。进一步地，所述预制体为三维立体结构。进一步地，所述预制体为长方体结构。一种复合部件，其包括：预制体，为如上述任意一项所述的预制体；以及基体，其与所述预制体复合成型为预加工复合件；通过对所述预加工复合件内的加工部分机加工形成复合部件的最终造型。进一步地，所述基体为树脂。进一步地，所述预加工复合件为长方体。一种复合部件的加工方法，其包括如下步骤：S1：形成预制体；S2：对所述预制体进行复合成型；S3：对复合成型后的预加工复合件通过机加工去除加工部分的部分纤维结构，形成最终造型。进一步地，所述预制体通过机械织造形成。进一步地，通过树脂传递模塑、液态树脂注塑、树脂膜熔渗、树脂浸渍或树脂渗透进行所述复合部件的复合成型。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的一种预制体，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，加工纤维结构与主体纤维结构之间设有若干纤维互不交叉的分层开口；后期加工包括先后进行的复合成型和机加工，部件的最终造型通过机加工实现；最终造型的外轮廓与预制体结构之间存在至少一个分层开口，外轮廓形成于分层开口的靠近预制体表面的外侧。通过将部件的外轮廓设于分层开口的一侧，能够有效避免后期的机加工过程对预制体主体纤维结构的损伤，由此避免了因预制体主体结构的纤维损伤导致的其力学性能和机械强度不足的缺陷；另外本专利技术提供的一种预制体，后期加工包括在先进行的复合成型和在后进行的机加工；不需要预制体的仿形处理，先将预制体复合成型再通过机加工实现部件的最终造型，省去了仿形的织造工艺，同时节约了针对仿形预制体的复合成型进行开模的流程和费用，节约了成本；同时由于最终造型是通过机械加工成型的能够使最终获得的复合部件具有较高精度的尺寸，还有效地提高了其与其他部件的装配精确度，提高了装配质量。2.本专利技术提供的一种预制体，主体纤维结构和加工纤维结构均包括经纱和纬纱；位于分层开口两侧的经纱互不交叉。通过设置位于分层开口两侧的经纱互不交叉，避免了分层开口两侧的结构纤维产生交叉连接，尤其是避免主体部分中的纤维交叉进入加工部分，由此避免了后期机加工对预制体主体纤维的切断，确保了预制体形成的复合部件的机械强度和力学性能。3.本专利技术提供的一种预制体，主体纤维结构和加工纤维结构分别独立织造成型；例如沿垂直于纬纱方向的主体纤维结构和加工纤维结构的纵截面均为一字型；分层开口沿经纱延伸方向设置；或者主体纤维结构和加工纤维结构一体织造成型，加工纤维结构的端部经纱由主体纤维结构中引出；例如沿垂直于纬纱方向的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。由于不需要对预制体进行仿形织造，因此该预制体在织造过程中存在更多的可变形式，可根据最终部件的结构和外形要求对预制体选择相应的合适的织造方式，仅需在需要机加工成型的部位设有加工部分以及隔离其和主体部分的分层开口，通过对复合成型后的位于分层开口一侧的加工部件内的加工纤维结构进行机加工，既可以满足部件的外形精度要求也可以避免切断主体部分的纤维，同时确保了部件的精密成型、机械强度和力学性能。4.本专利技术提供的一种预制体，预制体为三维立体结构，预制体为长方体结构。与现有技术通过复合成型不同，本专利技术的复合部件主要通过后期机加工成型，因此预制体可织造成任意外形简单的三维结构，再通过机加工形成最终造型；通过将预制体织造为结构较为简单长方体结构，由此简化了复合成型工艺的开模要求，降低了开模费用，从而降低了制造成本。5.本专利技术提供的一种复合部件，由于包括上述预制体，因此包含上述预制体带来的一切优点，由于预制体可织造成任意外形简单的三维结构，再通过机加工形成最终造型；由此可简化了复合工艺的开模要求，提高复合成型模具的通用性，降低了开模费用，从而降低了复合材料制品的制造成本，简化了其制造工艺。6.本专利技术提供的一种复合部件的加工方，由于包括上述复合部件和预制体，因此包含上述预制体和复合部件所带来的一切优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预制体，用于后期加工形成部件，其特征在于包括：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；通过所述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。

【技术特征摘要】
1.一种预制体，用于后期加工形成部件，其特征在于包括：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；通过所述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。2.根据权利要求1所述的预制体，其特征在于：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。3.根据权利要求2所述的预制体，其特征在于：位于所述分层开口两侧的经纱互不交叉。4.根据权利要求2或3所述的预制体，其特征在于：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。5.根据权利要求4所述的预制体，其特征在于：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。6.根据权利要求2或3所述的预制体，其特征在于：所述主体纤维结构和所述加工纤维结构一体织造成型。7.根据权利要求6所述的预制体，其特征在于：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。8.根据权利要求7所述的预制体，其特征在于：沿垂直于所述纬纱方向的所述主体纤维结...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵谦，周海丽，张立泉，李超，郭洪伟，
申请(专利权)人：中材科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32