切削参数对碳纤维复合材料制孔缺陷及孔壁质量影响-科学技术与工程.pdfVIP

第 卷第 期 年 月 科 学 技 术 与 工 程 仪表技术 切削参数对碳纤维复合材料制孔缺陷及 孔壁质量影响研究 张锦辛志杰 凌 杰李春光 中北大学机械与动力工程学院 山西省深孔加工工程技术研究中心 太原 摘要选取不同的切削参数对碳纤维复合材料制孔质量有很大影响 因此深入研究碳纤维复合材料在使用不同 类型刀具下选取不同的切削参数的制孔缺陷具有重要意义 设计了单因子试验选取制孔刀具传统麻花钻螺旋铣刀 台阶 钻烛心钻分别在不同切削参数下对进行了切削制孔试验并且利用超景深电子显微镜观测加工缺陷使用表面粗糙 度测量仪测量孔壁粗糙度并引入分层因子的概念对出口缺陷进行了分析对比研究 研究结果表明在制孔中孔壁表 面粗糙度受主轴转速的影响比较大远远超过了进给量通过选择适当的切削参数能够获得较小孔出口处的分层缺陷并且 能够有效提高孔表面质量 关键词切削参数 制孔缺陷孔壁质量 中图法分类号 文献标志码 碳纤维复合材料 糙度测量仪测量孔壁粗糙度 最后通过试验分析了 综合性能突出 具有较高的比刚度和比强度 不同刀具在不同的切削参数下进行制孔的碳纤维复 而且在减振 抗疲劳 耐高温 可设计性方面也优异 合材料孔的孔壁缺陷及其表面粗糙度值 于传统材料在航空航天国防汽车等领域拥有着 试验过程 广泛的应用前景 在 的广泛应用中需要对 试验材料使用厚度为 的铺层结构 其进行大量的二次机械加工 尤其是在 的零 板 使用铺层 注胶热压成型 每个单层铺层厚度约 件与其他零部件装配连接时不可避免地要进行大 量孔加工 但是由于碳纤维硬而脆属于典型的难 为 铺层纤维方向均为单向 加工材料 且碳纤维复合材料在宏观上又表现为各 铺层叠压形式为 向异性在实际加工过程中会出现刀具磨损严重 由于试验中复合材料中所含碳纤维体积分数较 工件进出口撕裂和分层孔壁层间破坏等一系列加 高达到 而且碳纤维本身又具有较高的比强 工缺陷导致孔加工质量下降降低构件链接强度 度和比模量因此钻削试验所用刀具的材料全部选 从而降低产品的可靠性和装配效率 因此研究提 择硬质合金 高碳纤维复合材料制孔质量具有重要意义 碳纤维复合材料在应用于航空航天领域中所需 选取不同的切削参数对 制孔质量有很 大量的孔的直径一般用于连接为了便于观察综合 考虑钻削试验中所钻削孔的直径选择为 大影响 因此深入研究碳纤维复合材料在使用不同 类型刀具下选取不同的切削参数的制孔具有重要意 试验选取四种刀具分别为麻花钻螺旋铣刀 义 在制孔研究中试验法仍然是非常重要