幾種復合材料制孔的若干試驗研究.pdf

1、復合材料以其比強度和比模量高，耐磨性、阻尼性及導熱性好，熱膨脹系數(shù)小等優(yōu)異性能，廣泛應用于航空、航天和軍事領域及汽車、電子信息和高速機械等民用領域。其作為高性能構件正逐步取代鋁合金、鈦合金和鋼等。但由于其具有強度大、導熱性差、各向異性等特點，又是典型的難加工材料。傳統(tǒng)加工方法是使用標準硬質合金麻花鉆進行鉆削加工，這種方法易產(chǎn)生毛刺、分層和撕裂等缺陷，而且刀具磨損極快。本文針對缺陷抑制和刀具磨損這兩方面的問題，分別采取了一些改進措施，取得

2、了理想的效果。 具體的研究內(nèi)容如下： (1)針對玻璃鋼、高模量碳纖維復合材料M40/AG-80、高強度碳纖維復合材料T300/AG-80和碳纖維面板/鋁蜂窩夾層結構材料這四種材料，詳細分析和研究了這幾種材料的可加工性，并借助高速鉆削試驗平臺和鉆削力測定系統(tǒng)，對這幾種材料進行了大量的鉆削和“以磨代鉆”制孔方法對比試驗，從工藝參數(shù)、刀具的幾何形狀及切削力等方面進行了一系列的研究，確定了每種材料的可加工工藝參數(shù)范圍和最佳的刀具

3、幾何形狀。 (2)針對樹脂基碳纖維(C/E)復合材料采用標準硬質合金麻花鉆很難實現(xiàn)少無缺陷加工的問題，嘗試使用了“以磨代鉆”的制孔新方法。通過研究復合材料傳統(tǒng)的鉆削制孔方法和“以磨代鉆”制孔方法在刀具形式、鉆削過程、鉆削力、鉆孔質量、鉆孔效率、材料去除方式、切屑形態(tài)和刀具磨損等方面的對比，得到了“以磨代鉆”的制孔新方法明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的加工方法的結論。 (3)針對標準硬質合金麻花鉆加工C/E結構復合材料時嚴重的刀具磨損問題，

4、以及在鋁合金“以磨代鉆”加工中出現(xiàn)的不可避免的嚴重的磨粒堵塞情況，導致在復合材料和鋁合金聯(lián)合加工中只能采取鉆削的方法加工的問題，本文嘗試通過刀具刃磨的方法，采用具有螺旋面鉆尖的硬質合金鉆頭分別對C/E結構復合材料薄板和鋁合金薄板進行了鉆孔試驗，分析了不同螺旋面刃磨角度對C/E結構復合材料和鋁合金鉆孔力和質量的影響規(guī)律，進而給出了合理的螺旋面鉆尖鉆頭刃磨角度范圍，解決了以上兩個方面的問題。 (4)針對硬質合金刀具加工C/E結構復合