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PCD钻头钻削碳纤维增强复合材料的切削力研究 口 国 坤 口 王永国 口 孙长余 z 1．上海大学 机 电工程与 自动化学院 上海 200072 2．华为技术有限公司 上海 201206 摘 要 ：利用PCD钻头对碳纤维复合材料钻削力进行试验研究。通过单因素试验的方法得到切削参数对切削力的影 响规律 ；通过 多元线性 回归得到钻削轴向力的经验公式 ，应用SPSS软件对经验公式进行方差分析 ；对经验公式进行显著 性检验 ，回归方程非常显著 ，回归模 型可以为钻 削轴 向力提供预测。 关键词 ：碳纤维增强复合材料 PCD钻头 钻削 钻削力 中图分类号：THll6；TGll5．6 文献标识码：A 文章编号：1000—4998(2014)09—0053—03 碳 纤 维增 强 复合 材 料 (CFRP)作 为 一 种 先进 的 复 本 文 利 用 PCD钻 头 对 碳 纤 维 复 合 材 料 的钻 削力 合 材 料 ，具 有 高 比强 度 、高 比模 量 、抗 疲 劳 性 能 好 、热 进行 试 验研究 。分 析碳 纤 维复合 材 料钻 削加 工时 切削 膨 胀 系数 低 、耐 热 冲击 、耐腐 蚀 等 一 系列 优 点 ，已被 广 力 的变 化 规律 E5，]：通 过 单 因素 试 验 的方 法得 到 切 削参 泛 应用 于航 空 、航 天 、汽 车等 诸多领域 [I,23。但 该材料 具 数 对 切 削力 的影 响 规 律 []：通 过 多 元 线 性 回归得 到钻 有 强 度大 、各 向异 性 、导 热性 差 等 特 点 ．也 给机 械 加 工 削轴 向力 的经验 公 式 ，应 用 SPSS软 件对 经 验 公 式进 提 出了新 的 问题 ．如 易对 刀 具造 成磨 损 ，切 削 时在 切 行 方 差 分 析 ：对 经 验 公 式 进 行 显 著 性 检 验 ．回归 方 程 削 力 的作用 下容 易产 生分 层 、撕裂 、毛 刺等 缺 陷 。聚 晶 非 常显 著 ，回归模 型可 以为钻 削轴 向力 提供 预测 [ 金 刚 石 (PCD)刀具 是 一 种 超 硬 材 料 刀具 ，具 有 耐 用 度 1 切削力公式建模 好 、切 削 力 小 、切 削 温 度 低 、加 工 表 面 质 量 好 等 优 点 ， 是 国 际上 公 认 最具 提 高 生 产 效 率 潜 质 的 一 种 切 削 刀 切 削 力 与 切 削 参 数 之 间存 在 着 复 杂 的指 数 关 具 ．也是 加 工复合 材 料 的最 理想 刀具 [3，4_。 系 ，本 文 采 用 经 验 公 式 法 进 行 线 性 拟 合 来 获 得 切 削 力 [9]： 收稿 日期：2014年 3月 将 设 计 好 的模 糊 控 制 器 保 存 到 MATLAB 的工 作 [2] 易茂斌 ，房丰洲 ，王庆郧 ．微细电火花加工装置及加工工艺 空 间 中 ．采 用 Simulink仿 真模块 分别 建 立 PID 仿 真 系 的研究 [J]．现代制造工程，2009，25(3)：70—74． 统 和模 糊 PID仿真 系 统 ，对 其进 行 动态 仿真 _l0]。分 别得 [3] 刘哲．电火花加工技术 [M]．北京：国防工业出版社，2010． 到 PID仿 真 和模糊 PID仿 真 曲线 。如 图 3、图 4所 示 。 [4] 林海波 ，许琦．微细 电火花加工间隙控制方法 [J]．轻工机 通 过仿 真 图可 以看 出 ．模糊 控制 系统 的最 大 超 调 械 ，2010，28(1)：70—72． 量 有所 减 小 ．稳 态误 差 小 ．调 节 时 间 短 ，很 快 就 能 达 到 [5] 周 明，贾振元 ，郭丽莎．微细 电火花加工间隙放电状态智能 平衡 状 态 ．使 系统 的响应 速度 较