钎焊金刚石套料钻CFRP制孔研究

碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced plastics,CFRP)中高硬度碳纤维易加速孔加工钻头的磨损,导致加工质量变差。采用钎焊金刚石套料钻加工CFRP不仅可提高钻头的耐磨性,加工质量也得到了改善。为更好地优化提高套料钻加工性能,试验采用有序排布的金刚石磨粒制作钎焊套料钻,尝试通过改变磨粒数量来调整单颗磨粒切厚大小,对相同工艺参数下不同单颗磨粒切厚对钻削轴向力、孔壁粗糙度以及出入口质量的影响进行了研究。建立了金刚石磨粒的运动模型,并分析了套料钻制孔中已加工表面的形成过程。试验结果与分析表明:制孔质量与容屑空间和单颗磨粒切厚有关。在容屑空间充足的情况下,随着单颗磨粒切厚的减小,轴向力减小,制孔质量提高。

钎焊金刚石套料钻钻削CFRP的孔质量研究

采用钎焊金刚石套料钻进行了钻削碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)试验,使用测力仪与三维视频显微镜对钻削过程中的钻削力以及孔出、入口缺陷进行了测试与观察。实验结果表明:钎焊金刚石套料钻钻削CFRP时,相同转速下,钻削力随进给量的增大而增大;相同进给量下,钻削力随转速的增大而增大,且进给量对钻削力的影响大于转速的影响;已加工孔的入口质量比出口质量好。

钎焊金刚石套料钻磨粒间距对碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)制孔直径和孔壁粗糙度的影响

在无冷却润滑条件下,采用钎焊金刚石套料钻对CFRP层合板进行钻削加工试验,研究了不同进给速度条件下钎焊金刚石套料钻的磨粒间距对CFRP层合板制孔直径精度和孔壁粗糙度的影响,建立了钎焊金刚石套料钻钻削CFRP的温度场仿真模型。研究结果表明:制孔直径的扩孔因子随着磨粒间距和进给速度的增加而减小,磨粒间距对扩孔因子的影响程度较大;孔壁相同位置处的粗糙度随着磨粒间距和进给速度的增加而增加;采用磨粒间距为1.6 mm的80/100金刚石磨粒的套料钻,在进给速度为150mm/min时钻削CFRP层合板制孔效果好。

Cu基钎料钎焊金刚石套料钻的试验研究

采用真空钎焊工艺,分别以不同成分的Cu基钎料(Cu80Sn20)90Ti10、(Cu90Sn10)82Ti18以及(Cu90Sn10)80Ti20制备了镀钛金刚石套料钻,并进行了花岗岩钻削试验。采用三维视频显微镜、扫描电镜观察了各种钎料钎焊金刚石套料钻的磨损情况。结果表明:3种配比的钎料对金刚石均已实现牢固结合;(Cu80Sn20)90Ti10合金较(Cu90Sn10)82Ti18合金和(Cu90Sn10)80Ti20合金钎焊金刚石套料钻有更长的使用寿命。

不同粒度的金刚石套料钻钻削碳纤维复合材料时对轴向力及出入口质量的影响

碳纤维增强复合材料在加工过程中,容易产生分层、毛刺、撕裂等缺陷,还会加剧刀具的磨损。针对以上问题,研制了不同粒度的金刚石套料钻,进行了碳纤维复合材料制孔加工实验,分析了磨粒粒度对轴向力、扭矩和出口质量的影响。得到以下结论:采用有细粒度金刚石的钎焊套料钻可以减小钻孔时的轴向力和扭矩。不同粒度套料钻所加工的孔入口处均未出现任何缺陷,出口处的缺陷主要以撕裂缺陷为主。金刚石粒度80/100的钎焊套料钻在进给速度为100 mm/min,主轴转速15 000 r/min的条件下出入口质量优于其他粒度。

钎焊金刚石刀具钻削新型复合板试验

为解决新型“三明治”复合层板“凯芙拉复合材料-特种陶瓷-铝合金”孔加工的难题,文中尝试在Z5125立式钻床上采用电镀金刚石套料钻和最新研制的钎焊金刚石套料钻钻削通孔。试验结果表明:电镀金刚石套料钻仅钻削1/2个孔,金刚石磨料就完全脱落;钎焊金刚石套料钻连续钻削10个孔,切削部位无明显变化,加工效率高且孔表面光滑平整,完全满足技术要求,为新型复合材料层板“凯芙拉复合材料-特种陶瓷-铝合金”孔加工寻到了一条方便、经济、有效的新途径。

钎焊套料钻钻削碳纤维增强复合材料层合板出口撕裂缺陷的成因分析

针对碳纤维增强复合材料钻孔时钻头寿命短、易产生加工缺陷等问题,将钎焊金刚石套料钻应用于碳纤维增强复合材料的钻削加工中。为更好地说明钎焊金刚石套料钻的加工性能,选取了复合材料钻削中常用的金刚石涂层麻花钻进行比较,并选择了实际加工中严重影响加工质量的出口撕裂缺陷进行成因分析。通过检测与分析出口处加工质量,得到以下结论:对于不同结构形式的钻头,仅依靠轴向力及扭矩并不能判断是否产生撕裂缺陷;在相同工艺参数下,钎焊金刚石套料钻的轴向力及扭矩均小于金刚石涂层麻花钻的轴向力及扭矩,使用钎焊金刚石套料钻更有利于减少撕裂缺陷,提高加工效率。

碳纤维复合材料钻削加工对比试验

本文以CFRP材料为研究对象,使用钎焊金刚石套料钻和硬质合金麻花钻进行钻削加工试验,并对比2种钻头加工孔的质量和钻头磨损形貌,目的在于探讨钎焊金刚石套料钻加工CFRP材料的适用性。

超声振动辅助干式钻削SiC_f/SiC陶瓷基复合材料试验研究

针对SiC_f/SiC陶瓷基复合材料在干式钻削中的工具磨损快、加工效率低等问题,提出了一种基于有序排布钎焊金刚石套料钻的超声振动辅助干式钻削加工工艺。采用不同排布参数下的钎焊金刚石套料钻对SiC_f/SiC陶瓷基复合材料进行超声振动辅助钻孔加工,通过对加工孔径的测量,研究钎焊金刚石套料钻磨粒排布参数对钻孔工具寿命和制孔精度的影响规律,分析工具不同位置处磨粒的磨损特征。结果表明:工具端面磨粒越多,工具使用寿命越长;工具侧边磨粒排布越长,列数越多,加工孔的孔径变化越小;距离工具端面越近处的磨粒磨损越大,主要以宏观破碎和磨耗平台为主,而距离工具端面较远处的磨粒磨损较小。

工程陶瓷材料孔加工技术的试验

立足于传统加工方法 ,考虑加工的经济性、实用性和易操作性 ,采用新研制的单层高温钎焊金刚石套料钻及专用钻套夹具对工程陶瓷材料进行了钻孔加工试验 ,试验结果表明 ,该工艺方法可高效、简便地加工出高质量的陶瓷孔 ,具有实用和推广价值。

方舱用工程陶瓷材料孔加工技术的试验研究

从加工的经济性、实用性和易操作性考虑,立足于传统加工方法,采用了最新研制的单层高温钎焊金刚石套料钻,设计了专用夹具,对工程陶瓷进行了钻孔加工试验。试验结果表明,这种工艺方法可以高效简便地加工出较高质量的陶瓷孔,具有实用和推广价值。