CFRP钻削过程的切削热研究进展

以CFRP钻削加工过程的切削热和切削温度为研究对象,从其形成机理、产生的影响以及影响切削热的因素和控制切削热的方法四个方面进行了系统综述,对存在的问题进行了综合分析,并对今后研究方向进行了展望。

CFRP钻削加工过程的分层缺陷研究进展

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)因其优异的特性广泛用于多种尖端领域。其结构件的连接主要采取铆接或螺栓连接,制孔质量对CFRP结构件的服役寿命影响重大。CFRP具有非均质、各向异性,导致制孔过程中易产生分层、撕裂、毛刺等加工缺陷。其中分层缺陷是影响CFRP结构件装配性能最常见、最明显的一类缺陷,限制CFRP结构件的应用。本文以CFRP钻削加工过程的典型分层缺陷为研究对象,从其几何特征、形成机理、检测及评价方法和控制策略5个方面,系统综述近年来国内外相关领域的研究现状及进展,并对存在的问题及今后发展方向进行分析和探讨。

CFRP/钛合金叠层板钻孔刀具研究进展

CFRP/钛合金叠层结构材料具有轻质高强、能承受极端热力载荷等优点,广泛应用于航天航空关键承重部件的制造。在钻削加工CFRP/钛合金叠层结构时,由于CFRP相和钛合金相具有不同的性能特征,导致刀具的磨损行为迥异,从而对CFRP/钛合金叠层结构的钻孔精度及孔壁质量造成严重影响。为此,探究CFRP/钛合金叠层结构钻削时的刀具作用机理和开发理想的加工刀具,对确保CFRP/钛合金叠层结构高品质制孔具有重要意义。针对CFRP/钛合金叠层结构钻削时存在的刀具磨损快、制孔质量差等问题,从刀具基体材料、刀具涂层材料和刀具结构三个方面,对CFRP/钛合金叠层结构制孔损伤控制中的刀具开发与应用现状进行了综述,并对相关研究中存在的不足和研究趋势进行了分析和探讨。

CFRP管钻孔加工中管径对钻削轴向力与损伤特性的影响

CFRP管制造的传动轴具有优越的性能,被广泛应用于无人机和新能源汽车等高新技术领域。CFRP管中,非轴向分布纤维的屈曲程度决定其初始弯曲应力,并对其钻削过程中的轴向力和加工损伤产生影响。建立了CFRP管的钻削有限元仿真模型,并进一步结合仿真和试验,研究了管径大小对CFRP管钻削轴向力和损伤的影响。结果表明,本文所建立的CFRP管钻削有限元模型具有较高的可靠性;CFRP管的钻削出、入口易在螺旋槽的剥离力和钻头轴向力的作用下产生严重的推出分层和剥离分层,最大钻削轴向力随管径的增大而呈现先减小后增大的“V”型变化趋势;钻削出口存在明显的毛刺和分层损伤,分层损伤因子随管径的增加变化幅度较小;钻削入口的材料剥离长度和钻削出口的材料最大挠度均随管径的增大而增大;最先与钻头接触的材料最大应力随管径增加呈先减小后增加的变化趋势,在管内径为12 mm时应力达到最小。

风电叶片叶根端面孔的高效辅助钻孔工装设计

为了解决风电叶片端面制孔工装存在效率低、精度差、适应范围窄等问题,基于机械专业知识,使用三维制图软件设计了一种风电叶片叶根端面孔高效辅助钻孔工装,包括行走装置、升降装置、定位装置、伸缩装置和旋转装置.选取对叶根端面孔加工精度影响最大的持刀杆进行有限元仿真分析.结果表明:该工装具有多孔同步精准加工、不同叶根端面尺寸的高适应性加工、手动和辅助自动一体加工以及生产现场灵活移动的在位钻孔加工等优点,当伸缩杆的伸长率低于87%时,该工装能实现精确辅助制孔加工.