CFRP/TC4叠层板的钻削实验

采用硬质合金麻花钻对碳纤维复合材料-钛合金叠层板进行钻削试验,分析了钛合金层加工参数对刀具磨损的影响和刀具磨损机制。刀具磨损对孔入口处最大撕裂长度的影响。结果表明:磨损的主要区域是横刃和后刀面,前刀面磨损不明显。钛合金层的低转速和低进给量可以降低刀具磨损;此外随着钻孔数的增加,钛合金层转速越低、进给量越大碳纤维复合材料孔入口处孔质量更好。

CFRP/TC4叠层结构钻削仿真与实验研究

为探究CFRP/TC4叠层结构不同叠层顺序下的材料去除过程、两相材料及界面损伤形成机理,建立CFRP/TC4叠层结构钻削的有限元模型,并通过实验获得的轴向力、缺陷类型验证了模型的正确性。研究结果表明,当钻削顺序为CFRP→TC4时,CFRP入口处产生以撕裂型为主的入口分层,CFRP出口处未产生明显的推出分层,但在钻头的持续旋转作用下形成界面分层;当钻削顺序为TC4→CFRP时,当钛合金待切削层厚度较低时,轴向推力超过CFRP层间界面结合强度时产生界面相失效,TC4→CFRP的界面损伤比CFRP→TC4更加严重;TC4→CFRP主要形成以张开型、滑开型裂纹扩展为主的推出分层。

难加工材料(CFRP、TC4)叠层自适应制孔试验研究

钛合金(TC4)及碳纤维复合材料(CFRP)以其优异的综合性能,在工业领域得到广泛应用。文章通过分析TC4及CFRP的钻削机理,初步确定了TC4、CFRP材料的切削参数。制孔设备具有轴向力检测功能,当系统检测到轴向力异常波动时,表明穿透第一层叠层,制孔设备自动切换到新叠层切削参数。通过对多组参数的试验验证,优化了CFRP、TC4叠层制孔工艺,制订了叠层自适应制孔工艺方案,有效提高了制孔质量及制孔效率。CFRP/TC4叠层自适应制孔工艺可推动TC4、CFRP高效、广泛应用。