芳綸纖維復(fù)合材料切磨復(fù)合加工技術(shù)研究.pdf

1、芳綸纖維復(fù)合材料作為一種先進(jìn)復(fù)合材料，因其具備優(yōu)異的強度和剛度性能以及出眾的抗沖擊性能，在防護裝甲和航空航天等軍工領(lǐng)域獲得強烈關(guān)注和廣泛應(yīng)用。在復(fù)合材料構(gòu)件的制造流程中，機械加工是復(fù)合材料制備成型后必不可少的重要環(huán)節(jié)。然而由于復(fù)雜的多相結(jié)構(gòu)和獨特的非均勻性以及各向異性，致使復(fù)合材料成為典型的難加工材料。強韌性的芳綸纖維更進(jìn)一步加劇了芳綸纖維復(fù)合材料的難加工程度。芳綸纖維復(fù)合材料的加工技術(shù)是影響復(fù)合材料構(gòu)件使用性能和使用壽命的關(guān)鍵因素，并

2、已成為制約其發(fā)展與應(yīng)用的瓶頸所在。
　　本文以芳綸纖維增強樹脂基復(fù)合材料為研究對象，從芳綸纖維復(fù)合材料的加工缺陷成因分析切入，通過缺陷形成的抑制對策研究，提出了切磨復(fù)合加工新原理，在此基礎(chǔ)上，利用設(shè)計研制的切磨復(fù)合加工刀具對芳綸纖維復(fù)合材料開展了加工工藝試驗研究。論文主要研究內(nèi)容和取得的學(xué)術(shù)成果如下:
　　(1)根據(jù)芳綸纖維復(fù)合材料的傳統(tǒng)加工缺陷特征，對其加工缺陷成因進(jìn)行了歸納研究，通過開展刀具與纖維的接觸力學(xué)理論分析，并進(jìn)

3、行刀具對纖維切斷能力的劃切試驗驗證，揭示了材料加工的纖維斷裂機理，得出有效切斷芳綸纖維的關(guān)鍵因素為刀具的鋒利程度，為探索芳綸纖維復(fù)合材料加工缺陷抑制對策提供可靠的理論依據(jù)。
　　(2)針對芳綸纖維復(fù)合材料的加工缺陷成因，提出了切磨復(fù)合加工新原理，并分別對切磨復(fù)合加工的切削原理和磨削原理進(jìn)行了分析和揭示。依據(jù)切磨復(fù)合加工原理的思路，在后續(xù)試驗研究中對刀具的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了反饋優(yōu)化。
　　(3)開展加工試驗證明了切磨復(fù)合加工切邊方

4、法可有效消減和抑制加工缺陷，進(jìn)一步對芳綸纖維復(fù)合材料開展了全面的切磨復(fù)合加工切邊工藝研究，通過完全析因試驗詳細(xì)分析了不同冷卻方式和不同切削參數(shù)時的切邊工藝質(zhì)量，對切磨復(fù)合切邊刀具的加工工藝進(jìn)行了探索和優(yōu)化。
　　(4)通過對比試驗驗證了切磨復(fù)合加工制孔方法相對傳統(tǒng)鉆削制孔可極大提高加工表面質(zhì)量。為有效降低制孔過程中切削熱的積累，提出了霧化氣體冷卻方法在切磨復(fù)合加工制孔過程的應(yīng)用，建立了霧化氣體冷卻系統(tǒng)。通過對刀具結(jié)構(gòu)參數(shù)的分析優(yōu)化