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

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。

刀具类型对CFRP制孔缺陷及孔壁质量的影响研究

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。

纤维方向对CFRP钻削温度场分布和孔壁质量的影响

为研究CFRP不同纤维方向对其钻孔温度场分布和孔壁质量的影响,对不同纤维方向角处切削形式进行理论分析和ABAQUS仿真分析,并结合CFRP单向板、正交板和准各向同性板的钻削温度分布测试试验与钻削温度场仿真分析。结果表明,碳纤维方向对钻削温度场的分布规律影响很大;通过电子显微镜和共聚焦显微镜对不同纤维方向角处孔壁质量观测对比,发现纤维方向角在θ=0°、θ=45°和θ=90°处孔壁质量较好,在θ=135°处孔壁质量较差。

详谈PCB钻孔孔壁镀铜开裂问题及解决方案

PCB作为重要的电子部件,其钻孔质量的优劣直接关系到产品性能的稳定程度,尤其在航空、航天、军事等重要领域,钻孔质量在电气连接特性及使用可靠性方面起着至关重要的作用。文章针对PCB钻孔过程中出现的孔壁镀层开裂问题,结合金属切削理论基础,从钻孔参数、刀具选择、板材结构与叠层、分段钻孔、材料对比等方面进行了详尽的分析与交叉实验比较,下面对具体解决过程与结果进行阐述。

钎焊金刚石取孔钻加工实验研究

采用高温钎焊法制备了金刚石取孔钻,进行了对硅酸盐玻璃的钻孔实验。结果表明,加工150个孔之前,取孔钻磨损平稳,之后呈现剧烈磨损状态。钻孔效率随加工孔数增多而下降。通过扫描电镜(SEM)对取孔钻加工前后表面和被加工孔孔壁表面微观形貌进行观察,发现在失效时,取孔钻的唇面上的金刚石磨损严重,呈现金刚石的剧烈磨损、磨平和脱落现象。加工孔壁在加工的后期,表面质量由于工具的磨损而大大下降。

超声辅助螺旋磨削SiCf/SiC陶瓷基复合材料

针对SiC纤维增强SiC陶瓷基复合材料(SiC;/SiC)存在加工质量差、材料去除困难等问题,开展金刚石砂轮超声辅助螺旋磨削SiC;/SiC陶瓷基复合材料试验,研究其出口质量、孔壁形貌及孔壁表面粗糙度。结果表明:与传统制孔相比,超声辅助螺旋磨削制孔出口处材料无大面积崩边;砂轮磨削速度方向与纤维方向的夹角θ的周期性变化导致孔壁表面形貌呈现规律性变化。当θ在0°/180°时,纤维与基体多发生脱黏现象;当θ在45°时,纤维多发生剪切断裂;当θ在90°时,纤维多发生挤压断裂;当θ在135°时,纤维既发生剪切断裂又发生挤压断裂;孔壁表面粗糙度Sa在θ为90°时最低,在θ为135°时最高。在一定范围内,表面粗糙度Sa随着超声振幅的增大而降低,最大降幅为38.7%;随着进给速度的增大而升高,最大增幅为39.3%。

CFRP单向板超声振动辅助螺旋铣孔孔壁的质量试验

通过普通螺旋铣及超声振动辅助螺旋铣(Ultrasonic vibration helical milling,UVHM)加工CFRP单向板的单因素对比试验,分析了孔0°、45°、90°、135°处的纤维破坏形式及孔壁形貌不同的原因及切削力周期性变化及FX的幅值大于FY的幅值的原因,其中135°处的孔壁处受加工参数影响较大,且质量最差,基于此着重研究了135°处孔壁质量随加工参数的变化规律。结果表明,与普通螺旋铣相比UVHM的切削力大幅降低,降幅达50%,且UVHM加工孔的孔壁质量更优;孔壁质量随着加工参数的变化均有一定的变化规律。

飞机结构碳纤维复合材料变参数制孔技术研究

碳纤维复合材料作为新型复合材料,在国际国内飞行器结构件应用日益广泛。本文针对目前飞机结构碳纤维复合材料装配件制孔过程出现的撕裂、毛刺、分层等缺陷,尝试改变制孔方式和变参数加工工艺等方法,减少孔出口端面的碳纤维毛刺数量,以提高孔壁质量,从而减少产品报废率,提高装配连接质量。

低成本中Tg板材精益加工的研究

中您板材在16L／板厚2．5mm、20L／板厚3．0mmPCB应用上开始逐渐替代高您FR-4板材。选择价格更加低廉的中您板材是PCB厂家成本节省的重要途径，同时对中Tg板材进行精益加工是PCB厂大幅降低加工成本且保证品质行之有效的另一途径。文章围绕某低成本中Tg板材——R板材开展精益加工的研究。从层压、钻孔参数、钻孔后烘板以及去钻污等关键制程着手，深入研究各关键制程、不同叠层设计对PCB孔壁质量及可靠性的影响。在保证PCB可靠性、CAF特性良好的前提下，确定该R板材最优化的加工参数，实现低成本中Tg板材的精益加工。

Tool Wear of Various Materials of Drills in Drilling CFRP Composite and Its Impacts on Drilling Quality

Drilling carbon fiber reinforced polymer(CFRP)composites is liable to generate serious defects including burrs,delamination,fiber pullouts and matrix cracking because of their inherent anisotropy in mechanical properties.Therefore,studies on drilling quality during composites processing is necessary. The thrust force of different material drill bits in composites drilling process was measured by the dynamometer and the surface quality of the hole wall was observed by scanning electron microscope(SEM),moreover,the tool wear and its effects on the hole wall quality were also taken into account.

钻削CFRP的双顶角钻头磨损及抑制新方法

为满足高性能碳纤维增强复合材料(CFRP)结构件的高质量制孔需求,现阶段广泛采用双顶角钻头钻削CFRP,但因其“钻、扩、铰”一体的结构形式,双顶角钻头第二主切削刃的磨损程度和状态是决定钻削孔壁质量的关键因素.此外,由于CFRP中碳纤维磨蚀性强,制孔中钻头快速磨损,切削刃严重钝化,极易导致孔壁损伤.通过引入切削刃钝圆半径,揭示双顶角钻头第二主切削刃钝化后,在严重的后刀面磨损作用下,第二主切削刃刃口钝圆半径又减小的磨损机制,在此基础上,结合不同纤维切削角下CFRP成屑机制,详细探究了双顶角钻头第二主切削刃钝化状态对钻削孔壁损伤的影响规律;最后创新性地在钻头第二主切削刃末端开设内冷孔,利用微量冷却润滑(MQL)工艺,实现了钻头第二主切削刃钝化磨损的有效抑制,显著提升了高性能碳纤维增强复合材料的制孔质量,为高质量复合材料制孔工艺和工具研究奠定了重要基础.