陶瓷复合构件的钻削力试验研究

以典型的陶瓷复合构件(陶瓷/玻璃钢/铝合金)为例,通过烧结金刚石套料钻头定压加工试验,深入分析了孔加工过程中的钻削力变化规律。通过正交试验和多元回归分析,建立了综合考虑钻头参数和切削用量的工程陶瓷套孔加工钻削轴向力的经验公式,并分析了各参数对钻削轴向力的影响。研究成果为工程陶瓷及陶瓷复合构件套孔加工时钻头参数和切削用量的优化选择提供了参考依据,对专用机床的开发也具有一定的指导意义。

陶瓷复合构件的高效钻孔技术研究

针对陶瓷复合构件组成材料的物理机械性能及加工特性,探讨了其加工技术,考虑加工的经济性、实用性和易操作性,采用专门研制的烧结金刚石套钻进行孔加工技术研究,讨论了影响加工效率的主要参数。根据复合构件加工中的各种缺陷,分析了采用预压应力钻削对改善表面加工质量的重要性。以加工效率为指标,通过正交试验对钻头的磨料粒度、浓度、水槽数和壁厚等因素进行了优化分析,确定了适宜的刀具参数。试验证明,采用优化参数的套钻可高效地对陶瓷复合构件进行钻孔加工,质量完全满足技术要求。该套钻同样适合于其他硬脆材料及其复合构件的加工,具有较强的推广应用价值。

陶瓷/KFRP双板复合构件的孔加工

工程陶瓷和Kevlar纤维增强复合材料(简称KFRP)都是难加工材料,陶瓷/KFRP双板复合构件的孔加工比较困难。在分析双板复合构件组成材料的加工技术现状的基础上,采用专门研制的烧结金刚石钻头对其进行加工试验研究,探讨了其工艺特点,分析了影响加工效率的主要因素。

陶瓷／FRP层叠复合构件的制孔工艺研究

以陶瓷复合构件(陶瓷/玻璃钢/铝合金层叠)为例,对陶瓷/FRP层叠复合构件的孔加工工艺进行深入研究。根据陶瓷复合构件组份材料的加工特性,研制了特定组份的薄壁金刚石套料钻头,胎体采用高性能的多元合金铜基结合剂,经热压烧结制成。通过加工对比试验,确定了定压进给的加工方式。分析了陶瓷复合构件的各种孔加工缺陷,提出了施加预压应力的工艺措施以提高加工质量,并通过有限元分析从理论上说明了该工艺方法的有效性;在此基础上可采用水冷却的方法。该加工工艺可推广应用于类似结构和组份材料的轻质复合构件。

陶瓷基复合材料粘接构件超声特征研究方法

新型航天器机体外层陶瓷基复合材料隔热构件在粘贴过程中会产生缺陷,不利于航天器的飞行安全。针对一种陶瓷基多孔复合材料粘接结构构件,利用自主研制的超声C扫描自动检测系统,研究构件粘接层缺陷的超声检测特征。考虑材料多孔性和各向异性会导致超声数据多噪音,采用自适应小波阈值算法对超声信号进行去噪,从而提高透射声波的信噪比。在此基础上,提出采用Hilbert-Huang变换(HHT)和伪Wigner-Ville分布(PWVD)相结合的方法对透射声波进行时频分析,得到时间、频率和幅值的三维分布,从而获得超声透射波最大幅值和对应的时间和频率。通过对比缺陷处与非缺陷处超声透射信号的时频域分布,揭示了该类新型陶瓷基复合材料粘接缺陷对超声信号的影响特点。