摘要：使用不同类型刀具对碳纤维复合材料(CFRP)制孔过程中的缺陷和孔壁质量进行研究,设计了单因子实验,通过选取制孔刀具传统麻花钻、螺旋铣刀、台阶钻、烛心钻,对CFRP进行了切削制孔实验,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。结果表明,与传统麻花钻制孔相比,采用螺旋铣工艺、台阶钻或烛心钻制孔能够减小孔口处的分层缺陷,有效提高孔表面质量。

摘要：选取不同的切削参数,对碳纤维复合材料(CFRP)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CFRP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CFRP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。

摘要：碳纤维增强复合材料(CFRP)已在航空航天飞机上得到了大量应用。在CFRP结构件的装配连接中,需要进行大量的制孔加工。但在CFRP制孔中极易产生毛刺、分层等制孔缺陷,严重影响制孔质量和构件使用性能,尤其是分层制孔缺陷是造成构件报废失效的主要原因。针对分层制孔缺陷的研究现状,重点阐述制孔缺陷的形成机制及制孔缺陷的评价方法,再梳理CFRP制孔工艺方法及其制孔刀具的研究现状。面对高模量CFRP制孔难度不断加大的趋势,为了抑制CFRP制孔中制孔缺陷的产生,指出CFRP制孔加工下一步研究的重点。

摘要：碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有抗疲劳性好、比强度高、耐热性好等优良的热物性能,已在航空、航天等领域得到广泛应用。作为主要的承力构件,CFRP板之间的机械连接所需加工的装配孔数量众多。然而,CFRP作为高硬度且各向异性的难加工材料,传统机械钻孔存在刀具磨损严重、制孔工序多等缺点;相比于机械钻孔,激光“不怕硬”,激光制孔无刀具磨损、经济性好、易于实现自动化控制。首先对CFRP激光制孔加工技术进行了综述,着重分析了CFRP激光制孔常见工艺;其次,剖析了CFRP激光制孔加工常见缺陷及其抑制研究现状;随后,阐述了CFRP激光加工工艺参数对制孔质量及效率的影响;为了阐明CFRP激光制孔材料移除机制,还综述了CFRP激光制孔加工数值仿真和基于高速摄像的加工过程动态观测研究进展;最后,展望了CFRP激光制孔技术的发展趋势。

摘要：在碳纤维增强复合材料(CFRP)制孔过程中,易产生毛刺、分层等制孔缺陷,而钻头结构是影响制孔缺陷形成的关键因素。对此,在原有钻型基础上设计了两种新钻型,研究了原有钻型和两种新设计钻型的钻削轴向力和制孔效果。结果表明,在相同钻削工艺参数下,原有钻型"V型"刃的修除阶段的轴向力归零速度最大,新设计的燕尾开槽钻型的最小,这与制孔缺陷的变化规律基本一致,轴向力归零速度与制孔缺陷具有较好的映射关系;3种钻型均能有效减少毛刺,与原有钻型相比,新设计的两种钻型均能更好的去除毛刺和降低制孔缺陷;原有钻型的制孔缺陷以撕裂为主,新设计的开槽新钻型和燕尾开槽新钻型则以分层缺陷为主。据此可为CFRP制孔的刀具结构设计提供新的设计思路。

摘要：碳纤维增强复合材料制孔中极易产生毛刺、分层等制孔缺陷,本文以硬质合金材料和PCD材料设计制造了两种结构类似的新钻型,对比分析了其制孔缺陷形成过程以及在不同工艺参数条件下轴向力和制孔缺陷的变化规律。结果表明:从两种钻型的轴向力时变曲线能明显区分钻削的8个阶段,其中扩削刃的扩孔阶段和第二扩削刃单独参与钻削阶段的轴向力最低,两种钻型的第二扩削刃Ⅳ对制孔缺陷的显著减小有着极为关键的作用;直线刃新钻型的制孔效果要优于圆弧型的,但随着主轴转速和进给速度的增大,其抑制毛刺缺陷的能力将降低;与硬质合金新钻型相比,PCD新钻型在抑制制孔缺陷方面具有绝对优势。