CFRP定心内齿槽的加工

以CFRP复合构件为研究对象,采用横刃减小的成形刀片对复合构件孔内定心齿槽进行加工试验,分析刀片横刃大小与走刀路径对切削力的影响规律。结果表明:刀片横刃的减小有利于切削力的降低,但横刃减小到0.5 mm时,切削力减小的趋势变缓;采用横刃为0.5 mm的刀片沿着齿槽轮廓一次进给完成齿槽加工的走刀方式,其单齿加工时间较短、切削力较小、加工质量较好,该种齿槽加工方案较为合理。

平纹编织结构CFRP正交切削切屑形成及表面损伤

平纹编织结构碳纤维增强树脂基复合材料(Plain-woven carbon fiber-reinforced plastic,PW-CFRP)展现出高损伤容限特性,在航空航天领域应用广泛,但PW-CFRP是一种多尺度复合材料,传统的微、宏观尺度并不能较好地去研究其切削机制,因此本文采用介观层面切削仿真手段对其切屑形成机制进行研究。本文根据PW-CFRP的几何结构特点建立介观尺度的三维正交切削仿真模型,同时开展正交切削试验,对仿真模型进行验证;研究了不同纤维编织方向PW-CFRP在切削加工中的材料去除机制。研究结果表明:在相同工艺参数条件下,切削力和表面损伤的仿真与实验结果最大相对误差不超过15%,仿真模型的可靠性得以验证;其中各纤维方向纤维束区域的最大损伤深度依次为0°<45°<90°<135°;经纬编织的平纹编织结构对切削加工损伤起到一定的抑制作用,相邻纤维束间的支撑约束作用阻碍了损伤扩展,其最大加工损伤深度不会超出纤维束截面最大宽度;纤维附近树脂层厚度是加工损伤形成的重要因素,树脂富集区域对纤维的支撑作用较好,可以有效抑制损伤,树脂薄弱区域对纤维支撑较弱,损伤容易扩展至此处,使材料表面损伤呈弧形分布。

碳纤维复合材料T型铣刀的切槽试验研究

针对碳纤维复合材料(CFRP)的齿槽加工,提出采用T型铣刀切制齿槽。以平纹CFRP为研究对象,通过齿槽的切削试验,分析切削力和残余因子。试验表明:切削力随着切削速度vc的增大而减小,但切削速度vc大于245 m/min时,进给方向切削力Fx将逐渐增大;与切削速度vc相比,进给速度vf对残余因子Fb的影响更大,随着它的增大,残余因子Fb平均减小46.63%;顺铣时的切削力和残余因子比逆铣时的明显要小。研究结果为CFRP的齿槽铣削加工提供了技术指导。