薄板钻加工碳纤维复合材料仿真研究.pdfVIP

2013年 12月 机床与液压 Dec．20l3 第4l卷 第23期 MACHINET00L HYDRAULICS Vo1．41No．23 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．23．033 薄板钻加工碳纤维复合材料仿真研究 王明海 ，孙 国强 (沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室，辽宁沈阳110136) 摘要：针对碳纤维复合材料的制孔难加工性，提出采用薄板钻加工复合材料。通过建立碳纤维复合材料制孔加工有限 元分析模型，对比分析了两种钻头在不同工艺参数下的加工质量 ，研究了钻头形状和工艺参数对碳纤维复合材料制孔加工 质量的影响。研究结果表明：在相同的工艺参数下，薄板钻加工碳纤维复合材料产生的最大破坏半径小，加工质量优于普 通麻花钻，更适合钻削加工碳纤维复合材料；工艺参数对复合材料制孔加工质量影响显著，高转速 、低进给有利于钻削加 工质量的提高。 关键词：碳纤维复合材料；薄板钻；最大破坏半径 ；有限元分析 ；加工质量 中图分类号：TB332 文献标识码：A 文章编号 ：1001—3881(2013)23—120—5 StudyonFiniteElementAnalysisofEffectsofCoreDrillonDrillingCFRP WANG Minghai．SUN Guoqiang (KeyLaboratoryofFundamentalScienceforNationalDefenseofAeronauticalDigitalManufacturingProcess， ShenyangAerospaceUniversity，ShenyangLiaoning110136，China) Abstract：AimingatthepoorprocessingqualityofCFRP，coredrillwasemployedindrillingCFRP．Throughestablishingthefi— niteelementanalysismodel，theprocessingqualitiesoftwodifferenttypesofdrillsindifferentparameterswerecomparativelyanalyzed forstudyingdrillingCFRP．TheeffectsofdrillgeometryandprocessingparametersondrillingqualityofCFRPwereresearched．The resultsshowthattheprocessingqualityofcoredrillisbetterthanthatoftwistdrill；thedamageraeaofcoredrilldrillingissmallerthan thatoftwistdrill；coredrillismoresuitablefordrillingCFRP．TheimpactofprocessingparametersontheprocessingqualityofCFRP isnotable．Itisshownthathigherspindlespeedandlowerfeedratearebenefittoimprovetheprocessingquality． Keywords：CFRP；Coredrill；Worstdamageradius；Finiteelementanalysis；Processingquality 碳纤维复合材料因具有高比强度、高比刚度以及 要集中在刀具材料、几何参数和工艺参数对加工质量 耐腐蚀等特点已经越来越多地应用于航空航天领域 ， 的影响，并通过测量加工过程中产生的最大钻削轴向 如波音767外表面的30％左右都是由复合材料构成 ， 力或扭矩来预测加工质量的优劣，并通过分层因子进 而碳纤维复合材料的使用也逐渐从非承力件过渡到主 行评价 。对薄板钻加工碳纤维复合材料和加工出 承力件。随着碳纤维复合材料机械连接使用