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碳纤维复合材料切削加工技术国内外研究状况

日期:2016-11-01 16:58阅读次数:
  
  碳纤维复合材料(CFRP)成型方式多样,例如模压、 缠绕、拉挤等,在产品成型以后,为了装配需要,往往还需要切削加工处理。碳纤维复合材料质轻高强,但是脆性大,切削加工困难,对此,国内外的学者们都进行了研究。
 
碳纤维加工件
(图示:碳纤维加工件)
 
  国外,V.N Gaitonde等人通过实验,采用三个主轴转速,三个进给量,三个钻头顶角的全因素实验,结合经验公式和响应面优化法,推导出计算CFRP钻孔时出口面的分层因子的数值。M.S.Won和C.K.H.Dharan等人通过试验分析,提出不带导向孔的普通钻孔时,轴向力与碳纤维材料厚度以及材料性能有关,而与刀具结构无关。Koplev等人首先提出CFRP切屑形成过程是由于材料的断裂,并提出CFRP切削方向垂直于纤维方向和平行于纤维方向时,会出现两种不同的纤维断裂结果。
 
  国内对于碳纤维复合材料的研究也十分迅速,张厚江等人研究了碳纤维复合材料的钻削加工,分析了切削力与纤维方向角之间的关系,把复合材料的切削分为三种,分别为弯曲剪切型、纤维劈裂型、纤维切断型三种,分析了不同类型下的表面粗糙度和切屑形成的关系,并提出了提高CFRP孔加工质量的方法。魏威、韦红金等人对如何高质量钻孔进行了研究,分析出了孔出口处的毛边和撕裂出现在出口侧的最表面一层,并提出钻削力和钻削热是影响CFRP加工出口分层的主要原因。同时,对比高速钢钻头与硬质合金钻头在不同加工参数下的钻削刀具磨损与孔加工质量质检的关系和影响,并给出了理想钻孔的钻孔刀具结构。
 
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