《复合材料装配技术》课件-项目5：机械连接技术

复合材料装配技术机械连接破坏形式由于胶接强度分散性大，可靠性差、剥离强度低等原因，对于重要的高载荷部位，机械连接仍是最常用的方法纤维增强树脂基复合材料的主要连接方式除了胶接连接外，还有机械连接及混合连接A380上10000个螺钉，F-22上有14000个螺钉，据统计，飞行器结构破坏的70%都发生在连接部位CONTENTS目录复材机械连接类型及应用特点01复合材料机械连接破坏形式02复材机械连接类型及应用特点PART01一、复材机械连接类型及应用特点什么是机械连接？紧固件IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII一、复材机械连接类型及应用特点机械连接分类IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII结构特点可拆不可拆IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII连接紧固件螺钉螺栓铆钉销钉螺钉高锁螺栓铆钉机身结构上的机械连接一、复材机械连接类型及应用特点（一）复材机械连接基本类型按结构特点分可拆、不可拆按连接紧固件螺栓连接：承载大，可拆铆钉连接：强度低，承载小，不可拆，常用于板厚1~3mm铆钉直径一般小于4mm，否则铆钉成型困难，且容易造成复合材料损伤一、复材机械连接类型及应用特点（二）复材机械连接应用特点强度高可传递大载荷、安全可靠受环境影响小不用制备连接面螺接可重复装拆无胶接固化的残余应力优点一、复材机械连接类型及应用特点（二）复材机械连接应用特点

增重、不平、钻孔问题多（开孔应力集中、纤维中断、分层、边缘起毛）、要考虑电位腐蚀、安装损伤问题缺点一、复材机械连接类型及应用特点（二）复材机械连接应用特点

受力较大、连接构件稍厚、强调可靠性的场合应用复合材料机械连接破坏形式PART02二、复合材料机械连接破坏形式复合材料机械连接接头几何参数FFP第一排边距s板厚t板宽W端距e被连接板一般受拉伸载荷接头几何参数孔径D板宽W孔距（排距P）端距e板厚t边距S二、复合材料机械连接破坏形式双排及双列螺栓串联双排螺栓并联双列螺栓单螺栓二、复合材料机械连接破坏形式连接破坏：连接接头的任一组成部分，被连接件或连接介质（紧固件）发生破坏。IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII单一破坏形式连接介质：紧固件弯曲、剪断、拉伸破坏被连接件：挤压、拉伸、剪切、拉脱、劈裂破坏二、复合材料机械连接破坏形式基本破坏形式

（a）复材板拉伸破坏

（b）复材板剪切破坏

（c）复材板劈裂破坏

（d）复材板的挤压破坏

（e）紧固件的拉弯变形

（f）拉脱破坏二、复合材料机械连接破坏形式复材板的拉伸与剪切破坏的识别板的挤压破坏二、复合材料机械连接破坏形式1.被连接板拉伸破坏时的应力计算净截面拉伸破坏为灾难性破坏，应避免发生沿着载荷方向承载的纵向纤维比例不能太少拉伸应力σL=

F/AL

（σ读西格马）①紧固件间距>5D②加厚连接部位板厚AL=(w-nD)t措施二、复合材料机械连接破坏形式例下图所示为铆钉连接接头，若已知被连接板拉伸破坏时的载荷为4000N，铆钉直径d=4mm，孔径4.2mm，板厚t=2mm，W=40mm求复合材料连接板拉伸破坏时的应力。AB二、复合材料机械连接破坏形式基本公式：板拉伸应力σ=F/A,A=(W-D)t题型1：计算连接板的拉伸应力：σ=F/A下图所示为铆钉连接接头，若已知被连接板破坏时的载荷为4000N，铆钉直径d=4mm，板厚t=2mm，W=40mm，铆钉孔径按D=d+0.2问题1求复合材料连接板拉伸破坏时的应力mpaσ=F/A=4000/(2*(40-4.2))=55.86mpa问题2其他参数不变，如果板厚增加一倍，应力增加还是减少？σ=F/A=4000/(4*(40-4.2))=27.93MPa，板厚增加，应力减小二、复合材料机械连接破坏形式题型2：板的强度校核，判断σ=F/A<[σ]下图所示为铆钉连接接头，若复合材料连接板拉伸破坏应力为56mpa，已知板厚t为2mm，铆钉直径取4mm，板宽40mm，铆钉孔径按D=d+0.2，F=4000N问题1图A被连接板是否会发生拉伸破坏？55.86mpa<56mpa，不会发生破坏图AWW二、复合材料机械连接破坏形式题型2：板的强度校核，判断σ=F/A<[σ]下图所示为铆钉连接接头，若复合材料连接板拉伸破坏应力为56mpa，已知板厚t为2mm，铆钉直径取4mm，板宽40mm，铆钉孔径按D=d+0.2，F=4000N问题2其他参数不变，板厚增加一倍，被连接板抵抗拉伸破坏的能力是否增加？t为4，应力值降低为27.93mpa，板厚增加、抵抗拉伸破坏的能力增强二、复合材料机械连接破坏形式题型2：板的强度校核，判断σ=F/A<[σ]下图所示为铆钉连接接头，若复合材料连接板拉伸破坏应力为56mpa，已知板厚t为2mm，铆钉直径取4mm，板宽40mm，铆钉孔径按D=d+0.2，F=4000N问题3图B，其他参数值不变，横截面上增加铆钉数量到2颗，能否增强被连接板抵抗拉伸破坏的能力图BW钉孔增加，应力增加到63.29mpa，降低抗拉伸破坏的能力二、复合材料机械连接破坏形式题型3：计算许用载荷，F=[σ]×A下图所示为铆钉连接接头，若复合材料连接板拉伸破坏应力为55mpa，已知板厚t为2mm，铆钉直径取4mm，板宽40mm，铆钉孔径按D=d+0.2计算：为防止板拉伸破坏，工作时的最大载荷不应超过多少N？F=[σ]×A=55×2×（40-4.2）=3938N工作时的最大载荷不应超过3949N？二、复合材料机械连接破坏形式2.被连接板剪切破坏时的应力劈裂及剪切破坏为灾难性破坏应避免发生剪切面积Aj=2et剪切应力τj=F/Aj

剪切劈裂加大端距：端距e=3D~4D；0°层不宜过多，否则容易发生劈裂破坏，即使加大e也无济于事（40%以上±45°铺层；10%以上90°铺层；）措施二、复合材料机械连接破坏形式例下图所示为铆钉连接接头，若已知被连接板剪切破坏时的载荷为4000N，铆钉直径d=4mm，孔径D=4.2mm，板厚t=2mm，端距e=12mm，求复合材料连接板剪切破坏时的应力。二、复合材料机械连接破坏形式基本公式：板剪切应力τ=F/A，A=2et例：下图所示为铆钉连接接头，若已知被连接板剪切破坏时的载荷为4000N，铆钉直径d=4mm，板厚t=2mm，W=40mm，e=12mm问题1计算复合材料连接板剪切破坏时的应力τ=F/A=4000/2*12*2=83.33mpa问题2其他参数不变，如果e=6mm，剪切应力为多少τ=F/A=4000/2*6*2=166.67mpa二、复合材料机械连接破坏形式题型2：板的强度校核，判断τ工作=F/A<[τ许]下图所示为铆钉连接接头，若已知被连接板工作时的载荷为4000N，铆钉直径d=4mm，板厚t=2mm，如果复合材料连接板许用剪切破坏应力[τ许]=84mpa。W=40mm，W=40mm，e=12mm问题被连接板是否会发生剪切破坏？τ工作=F/A=4000/2*12*2=83.33mpa<84mpa被连接板不会发生剪切破坏。二、复合材料机械连接破坏形式3.被连接板挤压破坏时的应力几种破坏中，只有挤压破坏为局部破坏，承载能力最高，非灾难性破坏，设计时应设计成只发生这种破坏形式被连接板孔壁受紧固件的挤压：孔壁纤维和基体表面被压碎，受压侧的材料堆积分层、沿载荷方向孔发生变形FF铺层合理、W/D,e/D足够大时发生挤压破坏。挤压应力：σjy=

F/Ajy

圆柱面挤压时A

jy=

D

t受力面积等效转化过程二、复合材料机械连接破坏形式4.紧固件剪切破坏时的应力铆钉直径过小或铆钉材料剪切强度小都会造成铆钉剪切破坏剪切面积Aj=πr2τj=F/Aj

FF增加紧固件直径d/t>1采用抗剪强度高的紧固件措施二、复合材料机械连接破坏形式例下图所示为铆钉连接接头，若已知被连接板破坏时的载荷为4000N，铆钉直径d=4mm，板厚t=2mm，板宽24mm，端距12mm，求铆钉剪切破坏时的应力。单个铆钉有几个受剪面？二、复合材料机械连接破坏形式5.拉脱破坏层压板过薄面外拉伸沉头孔过深增加层压板厚度t>0.6D设计时避免连接部位承受面外拉伸载荷沉头孔深度<0.6t——措施——二、复合材料机械连接破坏形式拉伸破坏挤压破坏剪切破坏组合型破坏小结连接板不同破坏情况时的应力破坏时的应力受力面积被连接板的拉伸应力σL=F/AL板受拉伸面积AL=(w-nD)t被连接板的剪切应力τj=F/Aj板受剪切面积Aj=2et被连接板的挤压应力σy=F/Ay

板受挤压面积Ay=Dt紧固件钉的剪切应力τj=F/Aj

钉受剪面积Aj=πr2

复合材料装配技术被连接件材料参数对机械连接强度的影响引入影响复合材料机械连接接头强度的因素远比金属接头多，这些因素可以归纳为以下5种：01被连接件的材料参数：纤维类型及含量、铺层方向及形式（单向带、编织布）、树脂类型02紧固件参数：紧固件类型（螺栓或铆钉、凸头或沉头等）、紧固件尺寸、垫圈尺寸、紧固件与孔的配合精度及装配时的拧紧力矩03接头参数：连接形式（搭接或对接、单剪或双剪），接头的几何尺寸（排距、端距、边距、孔径/厚度比），孔排列方式、被连接板的间隙04载荷因素：载荷种类（静载荷、动载荷、疲劳载荷）、载荷方向、加载速率05环境因素：温度、湿度、介质CONTENTS目录铺层角度及比例对破坏模式及强度的影响01铺层顺序对强度的影响02铺层角度及比例对破坏模式及强度的影响PART01一、铺层角度及比例对破坏模式及强度的影响abc挤压破坏[0/45/-45/90/0]S

[90]10—拉伸破坏[0]10——剪切破坏一、铺层角度及比例对破坏模式及强度的影响保证连接区有足够的挤压和剪切强度，不应单一角度连接区铺层推荐：±45°>40%;0°>25%;90°=10~25%）凸头紧固件沉头紧固件铺层顺序对强度的影响PART02二、铺层顺序对强度的影响铺层顺序销钉试验5mm孔径最大挤压强度mpa螺栓试验5mm孔径最大挤压强度mpa[0/90/+45/-45]s253708.80[90/0/+45/-45]s293703.43[90/+45/-45/0]s358748.24[0/+45/90/-45]s257705.78[90/+45/0/-45]s277738.93[+45/-45/90/0]s262754.33[+45/90/0/-45]s294728.93平均值284.86mpa平均值730.12mpa二、铺层顺序对强度的影响有研究表明，铺层顺序也会影响层合板的层间剪切强度，对挤压强度也有影响。连接区的铺层设计，一般遵循以下原则：采用均衡对称铺层以消除内应力及翘曲，+45°和-45°应该成对出现或对称中心平面两侧有等量的+45和-45°层。01在合适的接头几何参数下，欲使连接结构仅可能发生挤压破坏，连接区域，±45°铺层应大于40%，0°层应大于25%，90°层应10%~25%，为使相邻层的热膨胀系数差异不太大，还应大于10%。02二、铺层顺序对强度的影响有研究表明，铺层顺序也会影响层合板的层间剪切强度，对挤压强度也有影响。连接区的铺层设计，一般遵循以下原则：相同方向的铺层应尽可能均匀散开铺叠，尽量不要把相同方向的铺层叠放在一起，使相邻层纤维间的夹角最小，如必须连续铺叠时，在同一方向的铺层应避免多于4层。03对于较薄的层压板连接区应局部加厚，以避免孔径与板厚比（D/t）过大，避免紧固件发生破坏，1≤D/t<4。04连接区应避免拼接纤维小结01铺层角度及比例对破坏模式及强度的影响02铺层顺序对强度的影响思考题01·W/D>5,e/D>3,1<D/t<3时，机械连接的破坏形式为_____破坏02·一般要求防止低强度破坏，±45°铺层含量要求大于______复合材料装配技术复合材料机械连接组件制作复合材料机械连接组件制作复合材料口盖零件复合材料底板零件复合材料装配连接组件成品CONTENTS目录实训目的01前期准备工作02步骤03实训目的PART01一、实训目的掌握复合材料装配连接组件的制作流程01预装配02定孔位03制孔04分解清理05重新定位夹紧06铆接07检查铆接质量08拆铆09重新铆接10修外形尺寸前期准备工作PART02二、前期准备工作零件准备将被连接件的外形加工打磨至设计尺寸要求，确保边缘无毛刺。参数选择钉距通常为铆钉直径的5-6倍（5d-6d），边距为3-4倍（3d-4d），以保证连接强度。铆钉选择根据连接总厚度，计算并选择标准长度的平锥头铆钉，确保伸出部分长度适中。步骤PART03三、步骤（一）预装配01.操作目的确定零件的相对位置并进行临时固定，为后续的划线和钻孔工序提供精准基准，防止位移。02.具体操作试装配按设计要求调整两块复合材料板的相对位置，确保对齐无误。夹紧使用C形夹或弹簧侧夹等工装将两板牢固夹紧，防止后续操作中发生位移。三、步骤（二）划线定孔位01.核心目标：精确定位在预装配好的零件上，严格按照图纸坐标，精确标记出每个铆钉孔的中心位置，作为后续钻孔的唯一依据。三、步骤（二）划线定孔位02.操作步骤详解表面防护处理使用纸胶带覆盖待划线表面，防止复合材料表面被划伤或留下永久性痕迹。01精确划线标记配合钢板尺和复合材料专用画线笔，划出中心线并标记孔位中心。02三、步骤（三）钻孔与铰孔使用2.6mm钻头，在标记中心位置钻出底孔。01.钻底孔放入穿心夹定位固定，防止移位变形。02.安装穿心夹将底孔扩大至3.6mm、4.1mm。03.扩孔三、步骤（三）钻孔与铰孔使用4.2mm铰刀精铰，获得精确孔径和光滑孔壁。04.铰孔若需沉头孔，使用锪窝钻加工锥形沉头窝。05.锪孔（如有）三、步骤（四）分解清理01.核心原则孔加工完成后，必须彻底清理，以保证后续铆接的质量。02.操作步骤拆卸分离小心地取下C型夹和穿心夹，将两块已钻孔的复合材料板分开。彻底清洁使用压缩空气或吸尘器，彻底清除钻孔过程中产生的所有切屑、粉尘和杂质，特别是孔内和夹层中的残留物。三、步骤（五）重新定位夹紧将清理干净的两块板材，按照之前的预装配标记重新精确对齐。使用C型夹或其他专用工装进行再次夹紧固定，确保无间隙。三、步骤（六）铆接操作根据连接总厚度确认并选取合适规格的铆钉。铆钉选择：拉铆枪操作抽芯铆钉；压铆枪需计算好行程。操作方式：正式铆接前，必须在试板上试铆，直至连续获得3个合格铆钉。试铆要求：三、步骤（七）质量检查所有铆钉安装完成后，必须进行全面的质量检查，确保无遗漏。外观检查标准检查铆钉头是否平齐，无歪斜确认无裂纹、变形等物理缺陷不合格品处理发现不合格铆钉，立即用记号笔标记标记需清晰可见，以便后续返工处理三、步骤（八）拆铆重铆拆除不合格铆钉使用专用拆铆工具，小心地将标记为不合格的铆钉从孔中分解并拆除。检查孔壁状态拆除后必须检查孔壁是否完好，如有损伤需进行相应处理，确保安装基础合格。IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII返工处理原则三、步骤（八）拆铆重铆更换重铆与复检更换新的铆钉，按照正确的铆接工艺重新进行铆接，并再次检查直至合格。IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII返工处理原则三、步骤（九）修外形尺寸确保组件的最终外形符合设计要求。准备工作：确认所有铆钉安装完毕并检验合格。工具选择：使用打磨机、锉刀等专用工具。修整内容：对组件外形轮廓进行修整，去除多余材料和毛刺。质量标准：确保尺寸公差和表面光洁度完全符合设计图纸规定。复合材料装配技术紧固件参数对机械连接强度的影响CONTENTS目录紧固件类型01紧固件头型02紧固件材质03紧固件钉杆与被连接件的配合关系04紧固件直径垫圈尺寸05紧固件拧紧力矩06紧固件类型对机械连接强度的影响PART01紧固件类型螺栓强度大于铆钉紧固件类型传载较大的结构连接部位应采用螺栓连接，多用钛合金的高锁螺栓。在碳纤维复合材料结构中，应避免碳纤维层压板与铝合金（无涂层）、镀锌的钢件等直接接触，以防产生电偶腐蚀。应优先选用钛合金、纯钛和钛妮等铆钉。应尽量避免使用铝合金及低合金钢铆钉。机械连接紧固件应用时参照以下原则:紧固件类型对于一般部位，螺栓与孔的配合精度不应低于H9/h9，重要接头应采用更精密的配合。应尽可能采用受拉型紧固件，因受剪型紧固件端头较小，容易转动，可能引起孔或构件与钉头接触面的损伤。铆接应优先选用拉铆型环槽铆钉、螺纹抽钉和抽芯铆钉，以避免复合材料板受撞击和孔壁因钉杆的胀粗而受损。机械连接紧固件应用时参照以下原则:紧固件头型对机械连接强度的影响PART02紧固件头型紧固件头型：凸头或沉头某论文：钉头型式对复合材料层合板机械连接强度的影响D/t=2,e/D=3.6,W/D=7.2，纤维体积分数67%，单一铺层厚0.125mm，拧紧力矩2.5N*m0/±45/90铺层比例%铺层角极限挤压强度mpa沉头凸头30/60/10[+45/0/-45/0/45/90/-45/0/+45/-45]s919102940/50/10[+45/0/-45/0/45/90/0/-45/0/-45]s87195150/40/10[+45/0/-45/0/90/0/+45/0/-45/0]s9561023凸头紧固件沉头紧固件尽量用凸头，沉头比凸头强度降低12%注意：防止拉脱沉头板厚>0.6d紧固件材质对机械连接强度的影响PART03紧固件材质金属紧固件防止电位腐蚀防止电位腐蚀（碳纤维复材采用钛合金紧固件，不用铝合金紧固件，或用铝紧固件时必须采取湿装配等防腐措施）结构胶涂覆金属紧固件结构胶填充CFRP零件金属紧固件螺母湿装配复合材料与金属构件的接触部位铺覆一层玻璃布，涂胶或涂漆等采用湿装配，还可对铆接中难以完全避免的工艺损伤起到弥补作用紧固件钉杆与被连接件的配合关系PART04紧固件钉杆与被连接件孔采用间隙配合紧固件钉杆与被连接件孔采用间隙配合金属紧固件间隙配合金属紧固件过盈配合镶嵌金属衬套胶粘剂或者也可以镶嵌金属衬套后再用过盈配合紧固件直径垫圈尺寸PART05紧固件直径紧固件直径选择应使满足其强度条件不应发生剪切破坏F/A<

通常1<D/t<3，可取D=(1.2~2)tA=πr2孔径D最小板厚t孔径D最小板厚t3.0~3.51.56.0~7.03.53.5~4.02.07.0~8.04.04.0~5.02.58.0~9.04.55.0~6.03.09.0~10.05.0孔径与板厚（单位：mm）垫圈尺寸复合材料一侧铆成非沉头镦头时，镦头下面必须安放金属垫圈金属垫圈金属材料CFRP镦头铆钉头铆钉杆铆钉直径采用碳纤维或玻璃纤维复合材料工艺垫圈内径d外径D垫圈厚度基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差3.53.8+0.208+0.50144.31055.3101.566.312垫圈尺寸复合材料一侧铆成非沉头镦头时，镦头下面必须安放金属垫圈金属垫圈金属材料CFRP镦头铆钉头铆钉杆铆钉直径金属垫圈内径外径厚度基本尺寸极限偏差2.52.6+0.05070.8~133.1813.53.68.9144.1101~1.555.2121.5~266.2151.5~2紧固件拧紧力矩对机械连接强度的影响PART06紧固件拧紧力矩的影响拧紧力矩过大引起层合板损伤(a)(b)紧固件拧紧力矩的影响螺母形式厚型薄型所有类型螺栓头形式六方头型、沉头拉伸型所有各型沉头剪切型螺纹直径M53~52.30~3.202.30~2.90M65~82.90~4.903.10~3.90M810~156.40~10.8010.20~11.30M1018~2512.30~19.1010.80~11.90M1225~30螺栓拧紧力矩推荐值（N·.M）紧固件拧紧力矩的影响定值式（预置式）扭力扳手可调扭力扳手表盘式扭力扳手棘轮扳手小结01紧固件类型02紧固件头型03紧固件材质小结04紧固件钉杆与被连接件的配合关系05紧固件直径垫圈尺寸06紧固件拧紧力矩思考题01·下列说法正确的是（）复合材料紧固件连接通常采用间隙配合，若采用过盈配合时，容易造成孔壁损伤，也可以添加金属衬套再采用小的过盈配合。复合材料铆接时，铆钉直径不宜过大，否则不但铆钉成型困难，还容易造成复合材料制品损伤。碳纤维树脂基复合材料铆接用锤铆比较简单方便。螺栓材料的选择应考虑电位腐蚀问题，对于碳纤维复合材料结构最好选用钛螺栓，因两者的电位差较小。如若用铝合金螺栓，则必须湿装配并采取严格的防电位腐蚀措施。复合材料装配技术接头几何尺寸对强度的影响CONTENTS目录接头几何参数概念01接头几何参数选择02接头几何参数概念PART01一、接头几何参数概念FP第一排边距Sw板厚t板宽W端距eF被连接板一般受拉伸载荷接头几何参数孔径D板宽W行距P（排距）列距S端距e或E板厚t边距Sw接头几何参数选择PART02二、接头几何参数选择间距、行距、端距、边距的选择复合材料理想的破坏模式为挤压破坏，这种破坏形式通常不会引起复合材料结构的灾难性破坏。当连接螺钉数较多时，必须注意螺钉孔的配置，若设计过密，往往产生局部拉断和剪切，因此需要控制行距和列距，一般不小于4D，最多可到6D。大量研究表明，当WD>5，e/D>3，1<D/t<3，机械连接的破坏模式为挤压破坏，接头强度较高。紧固件中心距一般取5D，即开孔直径的5倍，至少也取4D，边距与被连接件厚度有关，一般大于2.5D，端距一般取2.5D~4D。孔径/板厚D/t端距E边距Sw排距p列距s沉头孔板厚t1~

2≥

3D≥

2.5D≥

4D≥

4.

5~6D≥

0.6D二、接头几何参数选择单剪搭接双剪搭接单搭接板单剪对接双搭接板双剪对接二、接头几何参数选择纤维方向与切削力方向夹角的变化影响钻孔质量层间强度低导致的出口端顶出分层二、接头几何参数选择孔口纤维撕裂孔周边缘毛边孔口裂纹纤维缺失及缺陷导致的有孔部位断裂孔出口端纤维撕裂孔壁分层小结01接头几何参数概念02接头几何参数选择03制孔质量的影响思考题01·W/D>5,e/D>3,1<D/t<3时，机械连接的破坏形式为________破坏复合材料装配技术机械连接装配工艺流程机械连接工艺过程装配施工装配前准备质量检验无损检验外观检验试装、定位打磨铆接螺接修余量预装配制孔分解清理重新上架定位CONTENTS目录机械连接工艺过程01铆接工艺02机械连接工艺过程PART01一、机械连接工艺过程（一）前期准备确认工装应完好无损，在定检周期内：检查装配零件，不应损伤，边缘线定位孔符合要求：准备制孔工具：试钻孔、试锪孔、试铆，调整压铆机行程及锪窝限位器深度准备辅助垫块、夹具、定位销等一、机械连接工艺过程锪窝限位器调整锪孔深度试锪孔（一）前期准备C型夹和弹簧侧夹：板边缘无需钻孔即可夹紧两连接板。一、机械连接工艺过程常用夹具：C型夹、弹簧侧夹、穿心夹（定位销）（一）前期准备定位销（穿心夹）：需要预先根据定位销规格（通常比定位孔径小0.1mm）钻出对应孔，再插入定位销。一、机械连接工艺过程常用夹具：C型夹、弹簧侧夹、穿心夹（定位销）（一）前期准备一、机械连接工艺过程夹具：航空定位销与弹簧侧夹定位销专用钳弹簧式定位销（一）前期准备一、机械连接工艺过程夹具：航空定位销与弹簧侧夹弹簧侧夹（一）前期准备一、机械连接工艺过程（二）预装配试装配-定位→确定余量线→切割打磨修余量、分解清理夹层碎屑注意：复合材料制件不允许强迫定位及装配。零件按定位基准装配到工装的正确位置，定位孔定位，注夹紧部位防护防止变形测量出对接和搭接区域尺寸，并标记塞尺检查配合面间隙按工艺要求进行修边预装配合格后应做出定位标记，以保证正式装配时的正确位置一、机械连接工艺过程（二）预装配01.试装配调整装配间隙两个L形件的两面夹角88°实测值88°实测值88°一、机械连接工艺过程（二）预装配02.复合材料装配前应消除间隙注意：不允许敲击复材制品使其变形来消除间隙一、机械连接工艺过程（二）预装配02.复合材料装配前应消除间隙消除装配间隙方法<0.3mm的小间隙用液体垫片（涂一层胶）0.3mm<间隙<0.7mm，加浸透胶的玻璃布填充消除，层数及形状根据间隙厚度及形状进行调整>0.7mm的大间隙用固体垫片（补偿垫片）因公差累积引起的干涉可打磨补偿层或加垫消除复材制件对接或搭接时，对缝或搭接面涂胶，胶层应固化后再进行制孔操作钻初孔，保证连接件的定位与压紧用夹具夹紧两个连接件，定位后切边从厚板侧钻入，混合材料从金属侧钻入清除切屑粉末一、机械连接工艺过程（二）预装配03.制孔金属板复材板砂纸或打磨工具打磨装配表面，打磨不应损坏纤维边缘打磨应沿着制件边缘长度方向打磨避免分层。打磨过程应吸尘，注意个人防护戴口罩一、机械连接工艺过程（二）预装配04.打磨要求一、机械连接工艺过程（二）预装配04.打磨厚度方向打磨容易产生分层一、机械连接工艺过程（二）预装配05.分解/清理按装配顺序的相反顺序分解零组件，并做好标识01砂纸去除孔口及边缘毛刺，清理碎屑，酒精擦洗02需要涂胶的区域按要求进行表面处理03分解过程注意零组件的防护，防止人为损伤04一、机械连接工艺过程（二）预装配06.重新上架定位零件重新在工装上定位，需涂胶的区域应不受污染一、机械连接工艺过程（二）预装配07.装配施工铆接：普通压铆、抽芯铆钉铆接胶铆：胶层固化后再机械连接，减少固化前的机械连接施工一、机械连接工艺过程（二）预装配07.装配施工普通螺栓连接：与碳纤维复合材料件孔配合处的钢铝零件均采用湿装配，沉头螺栓不应凹陷，可高出埋头窝0~0.1mm，拧紧力矩符合规定要求，有防松要求的直径≥8mm的螺栓紧固后用红色漆打标记一、机械连接工艺过程（二）预装配07.装配施工装配过程不应敲击、不应强迫装配、不能损伤复材表面和边缘、不应有油污污染一、机械连接工艺过程（二）预装配08.检验检验项目：蒙皮印痕、表面划伤、胶缝边缘缺胶、溢胶流淌、零件错位、外廓尺寸、有无变形，不允许有目视可见的富胶区是否漏铆、连接件数量是否遗漏密封区及胶缝质量连接件阶差及间隙凸头螺栓，0.05mm塞尺插入间隙不应接触钉杆铆接工艺PART02二、铆接工艺装配件的定位与夹紧钻孔分解清除杂质重新定位夹紧拆除不合格铆钉、补铆检验铆接放铆钉二、铆接工艺（一）装配件的定位与夹紧按预装配结果安装并钻工艺定位孔01复合材料一侧的定位销下加复材工艺垫圈02不允许强迫复材零件变形来适应装配03夹紧不能使零件产生变形04孔间距和边距符合图样和技术条件要求05二、铆接工艺（一）装配件的定位与夹紧铆钉类型根据铆钉外形几何尺寸不同，铆钉可以分为普通铆钉、特种铆钉和其它铆钉。普通铆钉包含沉头和凸头两种类型，凸头铆钉分平锥头和圆头铆钉两种，沉头铆钉有90°沉头和120°沉头铆钉，如图所示。(a)半圆头(b)平锥头(c)90°沉头铆钉(d)120°沉头铆钉二、铆接工艺（一）装配件的定位与夹紧铆钉类型根据铆钉外形几何尺寸不同，铆钉可以分为普通铆钉、特种铆钉和其它铆钉。普通铆钉包含沉头和凸头两种类型，凸头铆钉分平锥头和圆头铆钉两种，沉头铆钉有90°沉头和120°沉头铆钉，如图所示。(e)环槽铆钉（f）抽芯铆钉（g）大扁圆头铆钉二、铆接工艺（一）装配件的定位与夹紧

(a）孔边缘不应进入零件R圆角内（b）铆钉头不能搭在零件R圆角上或零件下陷上二、铆接工艺（一）装配件的定位与夹紧01.夹具：航空定位销与弹簧侧夹二、铆接工艺（一）装配件的定位与夹紧01.夹具：航空定位销与弹簧侧夹小结01机械连接工艺过程02铆接工艺思考题01·机械连接工艺中常用的夹具是什么02·普通铆钉包含哪两种类型复合材料装配技术钻孔钻孔CONTENTS目录钻孔01复合材料存在的问题02锪孔03制孔步骤04钻孔PART01机械连接技术及质量控制要点钻孔铆接螺接预埋镶嵌件（一）钻孔钻孔设备及工具（一）钻孔钻孔刀具（一）钻孔钻孔刀具钻孔——钻头铰孔——铰刀锪窝——锪窝钻（一）钻孔为何钻出孔端容易分层？为何孔口出现毛边、撕裂？复合材料存在的问题PART02二、复合材料存在的问题复合材料上钻孔问题多二、复合材料存在的问题复合材料上钻孔问题多钻头钻入时，纤维完全切断前将沿着螺旋槽上升，产生向上的剥离力，使未切除的部分产生剥离分层。二、复合材料存在的问题复合材料上钻孔问题多钻削时，主切削刃上各点的切削速度不等，中心处为0，钻边缘处最大。钻头越接近出口平面，承受钻削推力的未除材料层数逐渐减少，横刃最先接触最底层，轴向力使钻孔边缘处发生分层。二、复合材料存在的问题复合材料钻孔缺陷孔入口端：孔口劈裂、毛边孔壁分层、微裂纹孔出口端：毛边、撕裂、分层孔不圆、尺寸小二、复合材料存在的问题复合材料钻孔缺陷芳纶纤维是复合材料中最难加工的材料，特别容易分层、起毛二、复合材料存在的问题复合材料钻孔缺陷毛边烧伤二、复合材料存在的问题复合材料钻孔缺陷撕裂毛边二、复合材料存在的问题复材钻孔质量控制措施钻<8mm孔，碳纤维4000r/min，高转速低进给正确选择刀具材质：硬质合金或金刚石涂层刀具（碳纤维硬度相当于高速钢硬度）正式钻孔前，先在试件上试钻3个孔保证孔的垂直度二、复合材料存在的问题复材钻孔质量控制措施孔出口面放垫板并与零件夹紧用以支撑防止分层，芳纶复合材料应两面加垫板夹紧。垫板用硬木板或硬塑料板金属及复材混合件，先钻金属尽量将钻孔出口面用于锪窝面。锪孔钻必须旋转后接触工件，以防止表面纤维劈裂。二、复合材料存在的问题孔出口端加垫板后，减少分层二、复合材料存在的问题钻孔工艺按图纸确认：孔的直径、位置及数量钻孔刀具：锋利的切削刃、硬质合金或金刚石涂层刀具、按铆钉杆直径+0.1选择空的铆钉杆直径+0.1。孔直径大于6mm,需要铰孔，孔径4.1mm,可不铰孔，钻2.6，扩3.2，钻4.1每一次钻孔应清理上一道钻孔的杂质注意二、复合材料存在的问题保证孔的位置：利用钻模、引孔器、钻孔导向块保证孔的垂直度：用钻孔导套、衬套、钻模板保证沉头孔深度：锪钻定深器二、复合材料存在的问题用钻膜板孔的位置精度高二、复合材料存在的问题保证孔垂直度的方法二、复合材料存在的问题保证孔垂直度的方法锪孔PART03三、锪孔锪孔（或称锪窝）：指在已加工的孔口表面加工沉头孔或凸台平面等。复材构件锪窝用硬质合金锪窝钻500~800r/min，或金刚石锪窝钻800~1400r/min。导柱锪孔时使用的刀具称为锪窝钻（也叫埋头钻），配合锪窝限位器使用三、锪孔复合材料构件锪窝用硬质合金锪窝钻500~800r/min，或金刚石锪窝钻800~1400r/min制孔步骤PART04四、制孔步骤为防止表面劈裂，锪窝钻必须旋转后接触工件为保证孔与窝的同轴度，应使用带导柱的锪窝钻钻底孔（铰孔）锪窝清除杂质锪窝时可以在表面粘贴胶带，锪窝后去除胶带四、制孔步骤按图纸要求检查孔检查项目：孔径、垂直度、圆度、光洁度、数量、孔的位置尺寸，粗糙埋头窝部位：同轴度<0.08mm四、制孔步骤铆接主要工艺定位夹紧钻孔放铆钉铆接定位夹紧钻孔放铆钉铆接锪窝小结01钻孔02复合材料存在的问题03锪孔04制孔步骤思考题01·为何钻出孔端容易分层02·保证孔垂直度的方法都有什么复合材料装配技术复合材料钻孔CONTENTS目录实操目的01步骤02安全注意事项03实操目的PART01一、实操目的复合材料特性及缺陷CFRP零件具有层间强度低、各向异性的特点根源。钻孔过程中极易出现分层缺陷，严重影响零件的整体强度。本课学习目标掌握正确的操作方法和技巧，有效防止分层缺陷，实现高质量的复合材料钻孔。步骤PART02用于基础钻孔作业用于标记孔位位置配合气钻使用C型夹、穿心夹等（一）准备工作二、步骤标准工具清单气钻特种铅笔及直尺钻头夹具（一）准备工作二、步骤锪孔作业专项准备关键操作提示在进行锪孔操作前，必须提前调整好锪窝限位器的深度。（二）预装配及确定孔位二、步骤预装配与修整01将待钻孔零件进行预装配，检查配合关系；对零件进行必要的尺寸修整，确保装配精度。定位标记与划线02使用特种铅笔在零件上做出定位标记；依据标记用钢直尺划线，最终确定孔的中心位置。（二）预装配及确定孔位二、步骤关键控制点IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII预装配是保证孔位精度的基础，必须确保零件间无干涉且贴合紧密。划线时需使用专用量具，确保线条清晰、位置准确，作为后续钻孔的唯一基准。（三）定位夹紧与钻孔二、步骤装夹要点与防变形装夹位置：选择刚性较好的区域，确保零件牢固夹紧，防止钻孔时变形。（三）定位夹紧与钻孔二、步骤垫板防护与钻孔参数垫板防护：出口端必须放置塑料或木质垫板，防止分层缺陷。钻孔参数：使用气钻，采用高转速低进给进行操作。（四）沉头铆钉安装部位锪孔二、步骤锪孔目的对于需要安装沉头铆钉的部位，在完成钻孔后，必须进行锪孔操作，以适配铆钉头部形状。使用专用锪孔钻头，将孔口加工成标准锥形，确保与沉头铆钉头部完美匹配。操作要求安全注意事项PART03三、安全注意事项防尘要求钻孔过程中会产生大量复合材料粉尘，操作时必须佩戴专业口罩，防止吸入粉尘危害健康。操作安全严格遵守设备操作规程，操作气钻时注意力集中，确保人身安全，避免发生工伤事故。小结01材料与难点认知深入理解复合材料特性，明确钻孔过程中的易损点与技术难点。02完整作业流程掌握熟练掌握“准备-定位-夹紧-钻孔-锪孔”五步法标准化操作。小结03关键工艺技巧牢记放置垫板保护、严格控制钻削参数，确保孔壁质量。04安全规范执行时刻注意粉尘防护，规范穿戴劳保用品，杜绝安全隐患。05课后实践任务请同学们根据演示视频进行实际操作练习，重点巩固流程熟练度。复合材料装配技术铆接（压铆+拉铆)铆接是可靠性、抗疲劳性和工艺适应性的完美平衡点。因此它常用于航空航天，轨道交通，汽车制造等场景。铆接（压铆+拉铆)铆接（压铆+拉铆)一架飞机上通常有上百万颗铆钉，例如波音747约有300万颗，而空客A380则超过500万颗。CONTENTS目录铆接工艺01铆钉的识别与选用02压铆铆接复合材料制品03拉铆连接复合材料制件04常见铆接缺陷及其排除方法   05铆接工艺PART01一、铆接工艺装配施工装配前准备质量检验无损检验外观检验试装、定位打磨铆接螺接修余量预装配制孔分解清理重新上架定位机械连接工艺过程一、铆接工艺铆接主要工艺定位夹紧钻孔放铆钉铆接定位夹紧钻孔放铆钉铆接锪窝一、铆接工艺正式铆接前还需检查检查铆钉材料规格，卡尺检查铆距、边距是否符合要求目视检查铆孔有无棱角、毛刺；极限量规检查直径，锥形塞尺检查铆孔圆度，检查垂直度目视检查埋头窝是否偏斜、棱角、毛刺孔口毛刺用细砂纸打磨清除干净铆钉的识别与选用PART02二、铆钉的识别与选用识别不同铆钉类型(a)半圆头(b)平锥头(c)90°沉头铆钉(d)120°沉头铆钉90°沉头铆钉HB6304-2002~HB6314二、铆钉的识别与选用识别不同铆钉类型(e)环槽铆钉(f)抽芯铆钉(g)大扁圆头铆钉HB6299—4×10二、铆钉的识别与选用识别不同铆钉类型半圆头铆钉铆钉GB8686x30二、铆钉的识别与选用普通铆钉直径的确定铆接时铆钉直径的大小和被连接板的最小厚度有关。铆钉直径一般取板厚的1.8倍，并选取铆钉标准铆钉的直径按下表选取。在复材一侧形成墩头，应安放金属垫圈铆钉直径(mm)2.53.03.54.05.06.0铆钉孔直径(mm)2.63.13.64.15.26.2金属垫圈尺寸（mm）内径2.63.13.64.15.26.2外径788或9101215垫圈厚度0.8~1111~1.51.5~21.5~2二、铆钉的识别与选用普通铆钉长度选择按经验公式计算铆钉长度按铆钉长度选标准尺寸二、铆钉的识别与选用普通铆钉长度选择若双面沉头：L=∑δ+(0.6~0.8)d铆钉直径d(mm2.533.545678铆钉长度L/mm∑δ+1.4d∑δ+1.3d∑δ+1.2d∑δ+1.1d压铆铆接复合材料制品PART03三、压铆铆接复合材料制品压铆机三、压铆铆接复合材料制品铆接前铆接后压铆是利用压铆机产生的静压力将铆钉杆镦粗形成镦头的一种铆接方法。压铆的铆接件表面质量好、变形小、连接强度高，在复合材料铆接实际操作中，只要结构工艺允许应优先采用压铆。三、压铆铆接复合材料制品压铆时应根据产品不同的结构形式和铆缝特点正确选择压铆机和压铆模进行铆接。图（a）为手提式为压铆机，（b)为固定式压铆机。手提式压铆机受钳口尺寸和形状的限制，一般适用于零件结构边缘铆缝的单钉压铆。固定式压铆机适用于框、梁、肋平面类小型组件的铆接。（a）手提式压铆机三、压铆铆接复合材料制品压铆时应根据产品不同的结构形式和铆缝特点正确选择压铆机和压铆模进行铆接。图（a）为手提式为压铆机，（b)为固定式压铆机。手提式压铆机受钳口尺寸和形状的限制，一般适用于零件结构边缘铆缝的单钉压铆。固定式压铆机适用于框、梁、肋平面类小型组件的铆接。(b)固定式压铆机三、压铆铆接复合材料制品手提式压铆机压铆操作工艺测量铆缝夹层的厚度Σδ，单位mm，计算压铆行程H，H=Σδ+（0.5±0.1）d，d为铆钉直径，单位mm。调整行程：接通气源，启动气门按钮，使下冲头移动至极限，测量并调整上下冲头距离为H。试铆：用等厚度试件试铆3个铆钉，直至合格。三、压铆铆接复合材料制品手提式压铆机压铆操作工艺压铆：一般采用正铆法，固定臂上的冲头应首先接触铆钉头，并调整铆接件外表面与冲头垂直，然后扳动压铆机气门按钮进行压铆。检查铆钉，标记不合格的铆钉拆除不合格铆钉，重新铆接三、压铆铆接复合材料制品三、压铆铆接复合材料制品拉铆连接复合材料制件PART04四、拉铆连接复合材料制件抽芯铆钉-用于单面铆接抽芯铆钉组成：铆管钉芯杆应用特点：抽芯铆接属于单面铆接，当双面铆接不便时采用抽芯铆钉进行安装四、拉铆连接复合材料制件抽芯铆钉类型四、拉铆连接复合材料制件抽芯铆钉类型规格：直径d×长度L四、拉铆连接复合材料制件抽芯铆钉大小及尺寸确定抽芯铆钉安装孔的尺寸一般比铆钉直径大0.1~0.2mm，最好按产品目录提供的孔直径来取值抽芯铆钉的长度按标准长度系列取值四、拉铆连接复合材料制件

开口型抽芯

铆钉-常用规格参数表铆管直径（mm）铆管长度(mm)铆接范围

(mm)帽沿直径(mm)帽沿厚度(mm)钻孔大小(mm)钉芯长度(mm)3.261.0~3.56.50.83.32783.5~5.56.50.83.327105.5~7.06.50.83.327127.0~9.06.50.83.327149.0~11.06.50.83.3271611.0~13.06.50.83.3271813.0~15.06.50.83.3272015.0~17.06.50.83.3272517.0~22.06.50.83.327461.0~3.0814.12783.0~5.0814.127105.0~6.5814.127126.5~8.5814.127148.5~10.5814.1271610.5~12.5814.1271812.5~14.5814.1272014.5~16.5814.1272516.5~21.5814.1273021.5~26.0814.1273526.0~30814.127四、拉铆连接复合材料制件抽芯铆钉使用专用工具手动抽芯拉铆枪（双把）电动拉铆枪气动拉铆枪四、拉铆连接复合材料制件抽芯铆钉质量检查四、拉铆连接复合材料制件拉铆枪安全操作规程拉铆枪仅限于安装该类抽芯铆钉；01在规定的性能参数范围内工作，不超负荷使用；02在未将铆钉放入需铆接间中间时，不许扣动扳机空拉铆钉，不允许将铆钉枪枪头对准他人；03操作时确保收集芯杆的集料盒旋紧，及时清空集料盒；04四、拉铆连接复合材料制件拉铆枪安全操作规程不能将铆钉枪作为手锤使用；05定期检查压缩空气的连接及供给情况，确保压缩空气在规定压力范围内；06早操作铆钉枪时要穿戴好防护装置；07避免严重碰撞或撞击铆钉枪。08常见铆接缺陷及其排除方法PART05五、常见铆接缺陷及其排除方法   铆接质量要求铆钉头质量要求：标准镦头应呈鼓形，不允许呈“喇叭形”或“马蹄形”；目测铆钉头及镦头表面不允许出现伤痕、压坑、切痕、下陷、裂纹和其它机械损伤；铆钉头及镦头均应与铆接零件表面应贴合，允许不贴合的单向间隙＜0.05mm。沉头铆钉允许凸出蒙皮0.02~0.05mm的高度，或满足技术条件规定值。五、常见铆接缺陷及其排除方法   铆接质量要求检查最小镦头高度为0.4d,当d≤5时，镦头直径D=（1.5±0.1）d，d＞5时D=（1.45±0.1）d标准镦头的端面应平行于铆接件表面，相对于铆接件表面的平行度允差不大于0.1倍铆钉直径。在未锪平的斜面零件上铆接，应将其镦头置于斜面上五、常见铆接缺陷及其排除方法   常见铆接缺陷及其排除方法五、常见铆接缺陷及其排除方法   常见铆接缺陷及其排除方法五、常见铆接缺陷及其排除方法   常见铆接缺陷及其排除方法五、常见铆接缺陷及其排除方法   常见铆接缺陷及其排除方法五、常见铆接缺陷及其排除方法   钻孔拆除铆钉的操作过程不合格的铆钉需要拆除，重新铆接。铆接件表面不允许受到损伤，应用钻孔的方式拆除，钻孔尺寸为孔径-0.75mm，从制成头处钻孔。小结01铆接工艺02铆钉的识别与选用03压铆铆接复合材料制品04拉铆连接复合材料制件05常见铆接缺陷及其排除方法 主观题4分现有两块复材板，厚度均为3mm，垫圈厚度1mm；采用抽芯铆钉铆接，参考下表格，试确定所有符合要求铆钉直径，及对应的尺寸规格？铆接前需要准备哪些工具夹具？正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂作答抽芯铆钉铆钉直径铆钉长度铆接范围帽沿直径帽沿厚度钻孔大小钉芯长度3.261.0~3.5813.32783.5~5.5813.327105.5~7.0813.327127.0~9.0813.327461.0~3.0814.12783.0~5.0814.127105.0~6.5814.127126.5~8.5814.1274.861.5~2.59.51.14.92782.5~4.09.51.14.927104.0~6.09.51.14.927126.0~8.09.51.14.927主观题5分以连接厚度均为2mm的两个复材板为例，金属垫圈厚度1mm；用普通实心铆钉铆接，压铆机上下冲头的调节尺寸是多少?怎样调节压铆机？正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂作答多选题2分抽芯铆钉铆接后出现了下列几种情况，错误的钉头是（）

ABCDEFGH提交复合材料装配技术拉铆铆接实操一、拉铆铆接实操（一）实操目的理解拉铆铆接重要性拉铆铆接广泛应用于飞机、汽车、建筑等领域，尤其适用于结构紧凑、无法进行双面铆接的部位。属于不可拆的机械连接方式掌握工艺流程准备工作、预装配、定孔位、钻孔、拉铆、检查拆除及场地整理。一、拉铆铆接实操（二）步骤1：准备工作工具准备准备制孔工具（钢直尺、特种铅笔、样冲、钻头、气钻、气管）和拉铆枪、口罩。一、拉铆铆接实操（二）步骤1：准备工作铆钉选择根据被连接件的总厚度和材料，计算铆接范围，查表选择合适的抽芯铆钉。一、拉铆铆接实操（二）步骤1：准备工作铆钉结构抽芯铆钉由铆管和钉芯两部分组成，铆钉长度是指铆管的长度。一、拉铆铆接实操（三）步骤2：预装配将需要连接的两块板件平稳放置在工作台上，确保基础稳定。放置板件使用尺子等工具精确测量并调整板件的相对位置，确保符合设计要求。测量调整用铅笔或记号笔在板件上画出加工轮廓线，为后续工序做准备。标记轮廓一、拉铆铆接实操（四）步骤3：划线定孔位、钻孔保护表面在板件上贴上纸胶带，以防止划线时损伤板件表面。划线定孔位并钻孔根据设计要求，在纸胶带上画出孔位线，用样冲精确定出孔位，戴口罩采用多步钻孔工艺钻孔后扩孔铰孔至终孔。清理粉尘拆开连接件，用毛刷和无水乙醇擦拭干净，去除粉尘和油污。一、拉铆铆接实操（五）步骤4：拉铆铆接将拉铆枪接上气源，并将开关放置在“+”号位置。将抽芯铆钉的钉芯杆插入拉铆枪的枪头中。将抽芯铆钉的铆管插入孔内，确保帽沿贴平孔口。扣动扳机，直至钉芯被拉出，形成牢固连接。一、拉铆铆接实操（六）步骤5：检查与拆除重铆检查拉铆完成后，检查铆钉头的形状、尺寸和位置是否符合要求。拆除不合格的铆钉需用专用钻头钻孔后，以冲头小心去除。重新铆接检查铆钉孔完好后可直接重铆，若损坏则需先进行修补。一、拉铆铆接实操（七）步骤6：整理实训场地清点工量具清点所有使用过的工量具，确保没有遗漏。清洁并归位将工量具擦拭干净，放回指定的位置。清理实训场地清理工作台面和地面，保持环境整洁。整洁的工作环境是高效与安全的基础小结01工艺流程准备工作预装配划线定孔位与钻孔拉铆铆接检查与拆除重铆整理实训场地小结02注意事项选择合适的铆钉是保证连接质量的关键。钻孔时要注意保持钻头垂直，避免孔位偏移。拉铆时确保铆钉帽沿与板件表面紧密贴合。操作过程中注意安全，正确使用各种工具。复合材料装配技术压铆铆接复合材料零件一、压铆铆接复合材料零件（一）实操目的掌握压铆铆接复合材料零件的基本工艺流程。掌握工艺流程深入理解压铆铆接的工作原理和技术特点。理解原理特点熟练掌握压铆铆接相关工具的正确使用方法。熟悉工具使用能够独立、规范地完成压铆铆接操作任务。独立完成操作一、压铆铆接复合材料零件（二）压铆主要工艺流程CFRP零件脆性大，受到冲击容易损伤，因此需要采用缓慢施加的静压力进行铆接。准备工作工具、零件、铆钉等准备预装配协调装配、修尺寸钻孔与锪窝定孔位、制孔压铆操作施加静压力完成连接一、压铆铆接复合材料零件（三）步骤1：准备工作准备工具准备制孔工具、铆接工具，并确保所有设备状态良好。调节压铆行程精确计算并调节压铆行程，进行试铆并确认合格。压铆行程计算公式压铆行程=铆钉头厚度+总板厚+镦头高度（无规定值时可按0.5倍铆钉直径估算）一、压铆铆接复合材料零件（四）步骤2：预装配核心操作流程定位与调整将两块板件放置在一起，精确测量并调整其相对位置，确保符合设计要求。标记轮廓线使用记号笔在板件上清晰画出加工轮廓线，为后续切割、钻孔做准备。切割与打磨根据标记进行精确切割，并对边缘进行打磨处理，保证装配精度。一、压铆铆接复合材料零件（五）步骤3：定孔位、钻孔贴胶带划线将两块板对齐，贴上纸胶带保护表面，然后精确画出孔位线。装夹钻孔将板件牢固装夹在台虎钳上，使用合适的钻头进行钻孔操作。清洁表面拆开铆接件，用清洁剂擦拭夹层表面，去除粉尘和油污。一、压铆铆接复合材料零件（六）步骤4：检查压铆行程设备检查与试铆在正式铆接前，检查压铆机设置，确保参数准确无误，并进行一次试铆操作。尺寸测量与验证使用卡尺精确测量试铆后镦头的尺寸，确保其符合设计图纸和工艺标准。确认合格后启动试铆件经检验合格后，方可开始批量铆接作业，保证产品质量一致性。一、压铆铆接复合材料零件（七）步骤5：正式铆接尺寸复检使用游标卡尺再次精确测量并检查铆钉尺寸，确保其符合技术规范。放置铆钉将合格的铆钉准确放入预先钻好的安装孔位中，确保位置无误。压铆成型启动压铆机，施加设定压力完成铆接，形成牢固连接。一、压铆铆接复合材料零件（八）步骤6：检查铆接质量尺寸测量精确测量铆接后镦头的直径与高度，确保其符合工艺规范要求。镦头直径=1.4d~1.6d镦头最小高度=0.4d形状检查检查铆钉形状是否饱满，不允许出现马蹄形、歪斜或裂纹等缺陷。不合格标记对所有不合格的铆钉进行清晰标记，以便于后续的返工处理。一、压铆铆接复合材料零件（九）步骤7：拆除不合格铆钉钻孔去除铆钉头使用比铆钉孔略小的钻头，在铆钉头处钻孔以去除铆钉头。冲头去除铆钉杆用冲头将剩余的铆钉杆从孔中完整冲出。检查铆钉孔状态仔细检查铆钉孔是否有变形或损坏，确保后续工序质量。一、压铆铆接复合材料零件（十）步骤8：整理实训场地清点工量具确保所有工具和测量仪器完好无损，数量齐全，并擦拭干净后归位。清理实训场地打扫工作台面与地面卫生，保持环境整洁有序，为下次实训做好准备。一个整洁的工作环境是高效和安全的基础，也是职业素养的体现。小结01精准定位与夹紧确保零件基准面贴合，使用专用夹具防止变形。压铆铆接复合材料零件的主要操作要点有哪些呢？02压铆参数选择根据材料厚度和铆钉类型，设定合适的压力与行程。03质量检验标准检查铆钉成形完整性、表面质量及连接强度。思考与练习请同学们根据演示视频梳理压铆铆接复合材料零件的操作要点，并形成一份书面的操作指南。复合材料装配技术螺栓连接螺栓连接可拆部位的复合材料制品连接是一个比较复杂而重要的课题，在接下来的内容中，我们将深入探讨适用于树脂基复合材料的可拆连接技术，比如位于机身、机翼等部位的各种检修口采用了复合材料制作，这些复合材料制品的可拆连接如何实现，如何减少安装损伤，如何防止松脱？螺栓连接螺栓连接（简称螺接）具有结构简单装拆方便，采用标准紧固件，连接成本低的特点，是最常见的机械连接方式。螺接主要有螺纹连接和螺栓连接两种方式。CONTENTS目录螺纹防松01普通螺栓连接02镶嵌件03高锁螺栓连接04螺纹防松PART01一、螺纹防松目的：防止连接松动，报证连接可靠实质：防止螺母与螺钉相对转动方法：机械（可靠、止动零件包括槽型螺母+开口销，止动垫圈+圆螺母、保险丝摩擦防松：双螺母、弹簧垫圈其他：粘接、冲点、焊点一、螺纹防松一、螺纹防松螺纹紧固件连接规范不碰伤螺纹01紧固后做好标记，后期发现有偏移及时紧固02螺孔应清理干净03紧固后螺母外应有1.5~5个螺距04螺栓组连接时，螺母不得一次完全拧紧，应按先后顺序分多次拧紧05普通螺栓连接PART02螺栓连接安装时由于螺母拧紧时容易造成复合材料结构件孔边周围的损伤，降低连接强度，最好在螺母下加金属垫圈，以防拧紧力矩过大造成复合材料表面出现凹坑和裂纹等缺陷。二、普通螺栓连接二、普通螺栓连接螺栓连接安装时对拧紧力矩也有要求，拧紧力矩不宜过大否则造成安装损伤降低强度，也不宜过小否则容易松脱，对于夹层结构的T型接头采用螺栓连接时，还需要加上角材和盖板以避免局部压力过大造成夹层结构出现压坑。二、普通螺栓连接控制拧紧力矩的方法通常是在安装时采用测力矩扳手或定扭矩扳手来测定拧紧力矩的大小，使预紧力达到给定值，方法简单，但误差较大，适合于中小型螺栓的紧固。数显式扭力扳手二、普通螺栓连接螺栓连接装配要点成组螺纹连接拧紧顺序简图螺母或螺钉与工件贴合面要光洁平整要保持螺钉或螺母与接触表面

的清洁螺孔内的脏物、碎屑要清理干净必须按一定的拧紧力矩拧紧二、普通螺栓连接螺栓连接装配要点成组螺纹连接拧紧顺序简图凡有振动的螺纹连接，都必须采用防松装置。拧紧成组螺母时要分次逐步拧紧（一般不少于3次）并且在拧紧时，应根据零件形状、螺栓的分布情况，按一定的顺序拧紧螺母镶嵌件PART03三、镶嵌件夹芯结构特点：夹芯板（薄面板软夹心）抗弯刚度质量比高，航空结构中应用广泛。但是局部抗挤压能力较弱，传递集中载荷很难。为提高夹芯结构连接部位的局部抗挤压和抗拉脱能力，通常采用各种形式的镶嵌件进行局部加强。三、镶嵌件三、镶嵌件（一）镶嵌件的固定方法按照镶嵌件在夹层结构中的固定方法有3种类型A型：镶嵌件与夹层结构共固化，称为前置式。B型：在已经制好的夹层结构上制孔，将镶嵌件放入后用充填胶固定，称为后置式，性能不如A型C型：用机械夹持或带有螺纹的衬套拧入加工好的夹层结构中一般用于导线、导管通过孔的加强。A、B型应用较广，C型由于不与芯直接胶接承载力低，应用少三、镶嵌件（二）镶嵌件类型按嵌件形状划分，镶嵌件主要有下列几种充填混合物镶嵌垫块镶嵌衬套镶嵌螺母其他特殊用途的镶嵌件三、镶嵌件（二）镶嵌件类型按嵌件形状划分，镶嵌件主要有下列几种充填混合物镶嵌垫块镶嵌衬套镶嵌螺母其他特殊用途的镶嵌件高锁螺栓连接PART04四、高锁螺栓连接高锁螺栓在飞机上应用比较广，按照飞机不同部位应用要求，分为抗拉型和抗剪型两大类别；按照其结构及安装方式又分有多种类型。 断帽式高锁螺栓发展最早，应用也最广。常用规格如下：抗拉应用：HST12/HST13(PIN)抗剪应用：HST10/HST11(PIN)抗拉和抗剪型高锁螺栓其结构相同，只是多数情况下抗剪型大都选择铝合金(如7075-T73)高锁帽。高锁螺栓及螺母结构如图四、高锁螺栓连接高锁螺栓在飞机上应用比较广，按照飞机不同部位应用要求，分为抗拉型和抗剪型两大类别；按照其结构及安装方式又分有多种类型。 断帽式高锁螺栓发展最早，应用也最广。常用规格如下：抗拉应用：HST12/HST13(PIN)抗剪应用：HST10/HST11(PIN)抗拉和抗剪型高锁螺栓其结构相同，只是多数情况下抗剪型大都选择铝合金(如7075-T73)高锁帽。高锁螺栓及螺母结构如图四、高锁螺栓连接断帽式高锁螺栓安装过程穿入高锁钉并套上高锁帽拧紧工具的六角芯杆插入高锁螺栓的六角孔内六角芯不动，拧紧高锁帽至六角头被拧断小结01螺纹防松02普通螺栓连接03镶嵌件04高锁螺栓连接判断螺栓的拧紧顺序复合材料装配技术高锁螺栓安装一、高锁螺栓安装（一）实操目的高锁螺栓实物图掌握高锁紧固件安装的基本流程和操作方法。理解高锁螺栓安装前准备工作的重要性。熟悉高锁气扳机等工具的使用。培养安全操作意识和质量控制意识。一、高锁螺栓安装（二）步骤1：安装前准备核对零件按图样核对螺栓、螺母的标准号和规格。检查外观检查螺栓、螺母无毛刺、损伤和锈蚀。测量尺寸测量夹层厚度，确保螺栓光杆长度合适。准备工具准备好高锁气扳机、游标卡尺等工具。一、高锁螺栓安装（三）步骤2：安装过程将被连接件固定在台钳上，确保安装过程中的稳定性。固定工件将高锁螺栓从预制孔的一侧平稳插入，对准另一侧。插入螺栓用手将高锁螺母拧到螺栓上，直至初步贴合工件表面。手动预紧一、高锁螺栓安装（三）步骤2：安装过程将高锁气扳机的套筒套在高锁螺母的六角头上，芯杆插入高锁螺栓的六角芯孔内。工具定位操纵高锁气扳机，拧断高锁螺母的拧紧段。启动扳机安装完成，检查连接处是否牢固。检查结果一、高锁螺栓安装（四）注意事项：尺寸要求光杆长度高锁螺栓的光杆部分长度需要大于总板厚加1.8mm。凸出量按文件或标准要求M6螺栓：伸出板外长度为10至12mmM8螺栓：伸出板外长度为13至15mm一、高锁螺栓安装（五）注意事项：安全操作佩戴防护操作时必须佩戴护目镜、手套等个人防护装备。检查工具使用前检查气扳机等工具是否正常。规范操作严格按照操作流程进行，避免野蛮操作。清理现场小结01核心流程准备固定预紧拧紧02关键控制点尺寸核对：确保螺栓规格与安装孔匹配工具定位：保证拧紧工具与螺栓同轴安全防护：佩戴护目镜，防止碎片飞溅小结03质量标准连接处牢固，无松动螺栓及连接件无损伤外露长度符合设计尺寸要求思考题01·高锁螺栓与普通螺栓的区别是什么？02·如果高锁螺母拧断后，螺栓杆部长度不符合要求，可能的原因有哪些？复合材料装配技术复合材料机械连接组件制作CONTENTS目录实训目的01前期准备工作02步骤03实训目的PART01一、实训目的掌握复合材料装配连接组件的制作流程01预装配02定孔位03制孔04分解清理05重新定位夹紧06铆接07检查铆接质量08拆铆09重新铆接10修外形尺寸前期准备工作PART02二、前期准备工作零件准备将被连接件的外形加工打磨至设计尺寸要求，确保边缘无毛刺。参数选择钉距通常为铆钉直径的5-6倍（5d-6d），边距为3-4倍（3d-4d），以保证连接强度。铆钉选择根据连接总厚度，计算并选择标准长度的平锥头铆钉，确保伸出部分长度适中。步骤PART03三、步骤（一）预装配01.操作目的确定零件的相对位置并进行临时固定，为后续的划线和钻孔工序提供精准基准，防止位移。02.具体操作试装配按设计要求调整两块复合材料板的相对位置，确保对齐无误。夹紧使用C形夹或弹簧侧夹等工装将两板牢固夹紧，防止后续操作中发生位移。三、步骤（二）划线定孔位01.核心目标：精确定位在预装配好的零件上，严格按照图纸坐标，精确标记出每个铆钉孔的中心位置，作为后续钻孔的唯一依据。三、步骤（二）划线定孔位02.操作步骤详解表面防护处理使用纸胶带覆盖待划线表面，防止复合材料表面被划伤或留下永久性痕迹。01精确划线标记配合钢板尺和复合材料专用画线笔，划出中心线并标记孔位中心。02三、步骤（三）钻孔与铰孔使用2.6mm钻头，在标记中心位置钻出底孔。01.钻底孔