碳纖維復(fù)合材料旋刨制孔刀具研究.pdf

1、碳纖維復(fù)合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics)由于其特殊的疊層結(jié)構(gòu)、硬度高、散熱慢等缺點(diǎn)，使得它在制孔方面很容易產(chǎn)生如分層、撕裂和毛刺等孔口缺陷，以致于加工后的孔精度和材料表面質(zhì)量難以保證。
　　針對(duì)碳纖維復(fù)合材料的難加工特性，本論文以單齒開(kāi)孔器作為刨刀進(jìn)行分析研究，對(duì)其制孔過(guò)程中產(chǎn)生的軸向力、孔的加工質(zhì)量和刀具磨損開(kāi)展了相關(guān)的有限元仿真及基礎(chǔ)試驗(yàn)研究，主要工作及成果包括:
　　(1)基于

2、有限元基本原理，研究旋刨制孔的有限元的關(guān)鍵技術(shù)，提出碳纖維復(fù)合材料有限元建模方法，著重分析了碳纖維復(fù)合材料制孔時(shí)斷屑形式及其在仿真過(guò)程中的失效模型，本論文采用HASHIN準(zhǔn)則損傷模型。
　　(2)使用有限元分析軟件ABAQUS建立單向碳纖維復(fù)合材料二維切削有限元模型，分析碳纖維復(fù)合材料制孔缺陷形成的原因，結(jié)果表明當(dāng)纖維方向?yàn)?0°時(shí)，加工質(zhì)量較好，纖維方向?yàn)?35°時(shí)，加工質(zhì)量較差。
　　(3)基于有限元仿真軟件ABAQUS

3、，建立碳纖維復(fù)合材料旋刨制孔有限元模型，對(duì)刨刀的前角對(duì)軸向力及孔的出口質(zhì)量的影響進(jìn)行了仿真研究，最終得出結(jié)論:隨著刨刀前角的增大，刀具所受的軸向力逐漸減小并且孔的出口質(zhì)量逐漸變好。
　　(4)通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)研究了不同刀具對(duì)碳纖維復(fù)合材料制孔時(shí)軸向力與孔的加工質(zhì)量，最終得出結(jié)論:在對(duì)碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行制孔時(shí)，刨刀能大幅度的降低軸向力和提高孔的加工質(zhì)量。
　　(5)研究刀具的前角對(duì)碳纖維制孔的影響，在轉(zhuǎn)速為4000r/min、進(jìn)給