提高激光制孔质量策略的研究进展

激光制孔是一种非接触式、无工具损耗的先进加工技术,现阶段已经在航空、航天和船舶等领域广泛应用;但激光制孔后会出现热影响区、再铸层和熔渣等质量缺陷以及锥度等形貌缺陷,极大地影响了孔的后续应用,因此,在激光制孔过程中增加额外的辅助手段以提升其质量是十分必要的.首先,从时间尺度上分析了激光与靶材的作用机理,阐述了激光加工时的物理现象,明确了提升制孔质量的切入点.针对国内外在激光制孔过程中应用的辅助手段进行了系统的综述,详细分析了介质辅助、焦点位移辅助和在线监测辅助对孔形孔性的提升机制,并探讨了激光制孔技术未来的发展方向.     

提高激光制孔质量策略的研究进展

激光制孔是一种非接触式、无工具损耗的先进加工技术,现阶段已经在航空、航天和船舶等领域广泛应用;但激光制孔后会出现热影响区、再铸层和熔渣等质量缺陷以及锥度等形貌缺陷,极大地影响了孔的后续应用,因此,在激光制孔过程中增加额外的辅助手段以提升其质量是十分必要的.首先,从时间尺度上分析了激光与靶材的作用机理,阐述了激光加工时的物理现象,明确了提升制孔质量的切入点.针对国内外在激光制孔过程中应用的辅助手段进行了系统的综述,详细分析了介质辅助、焦点位移辅助和在线监测辅助对孔形孔性的提升机制,并探讨了激光制孔技术未来的发展方向.     

提高激光制孔质量策略的研究进展

激光制孔是一种非接触式、无工具损耗的先进加工技术,现阶段已经在航空、航天和船舶等领域广泛应用;但激光制孔后会出现热影响区、再铸层和熔渣等质量缺陷以及锥度等形貌缺陷,极大地影响了孔的后续应用,因此,在激光制孔过程中增加额外的辅助手段以提升其质量是十分必要的.首先,从时间尺度上分析了激光与靶材的作用机理,阐述了激光加工时的物理现象,明确了提升制孔质量的切入点.针对国内外在激光制孔过程中应用的辅助手段进行了系统的综述,详细分析了介质辅助、焦点位移辅助和在线监测辅助对孔形孔性的提升机制,并探讨了激光制孔技术未来的发展方向.     

飞机叠层材料精密制孔工艺研究

针对叠层材料在数控机加制孔中出现的孔口孔径超大、孔壁表面缺陷等质量问题,从工艺方案、叠层间隙、刀具动平衡等方面着手,分析了叠层材料孔口孔径超大和孔壁表面缺陷的要因。基于分析结果提出了叠层材料装配组件制备过程的优化方法及其阶梯组合制孔的技术方案,并在A350客机大型叠层材料构件上应用。应用结果表明,该研究极大地提高了叠层材料制孔质量,制孔合格率也由70%提升至95%以上,实现了叠层材料高精度孔的数控加工。     

CFRP/TC4叠层材料低频振动钻削试验研究

低频振动辅助切削技术是基于传统切削给刀具加上有规律并可控的振动,从而达到减小切削力、提高加工精度和延长刀具寿命的目的。将低频振动辅助切削技术应用到CFRP/钛合金叠层材料制孔中,在孔径、孔壁粗糙度和入口质量等制孔质量方面与传统钻削进行对比试验研究。结果表明,振动钻削在制孔质量上具有明显的优势。     

CFRP制孔加工缺陷及制孔技术的研究进展

碳纤维增强复合材料(CFRP)已在航空航天飞机上得到了大量应用.在CFRP结构件的装配连接中,需要进行大量的制孔加工.但在CFRP制孔中极易产生毛刺、分层等制孔缺陷,严重影响制孔质量和构件使用性能,尤其是分层制孔缺陷是造成构件报废失效的主要原因.针对分层制孔缺陷的研究现状,重点阐述制孔缺陷的形成机制及制孔缺陷的评价方法,再梳理CFRP制孔工艺方法及其制孔刀具的研究现状.面对高模量CFRP制孔难度不断加大的趋势,为了抑制CFRP制孔中制孔缺陷的产生,指出CFRP制孔加工下一步研究的重点.     

树脂固化温度与纤维铺设方式对C/E复合材料制孔质量的影响

在碳纤维树脂复合材料制备及加工过程中均较容易产生各种缺陷,并影响构件最终的加工质量及使用性能.为研究碳纤维树脂复合材料制备过程中产生的缺陷对制孔出口质量的影响,提出一种通过改变预浸料固化温度模拟材料制造缺陷的方法,并对不同温度固化和不同方式铺设的样件进行了模拟制孔试验,分析剩余刚度对材料内部缺陷扩展及制孔出口质量的影响...     

碳纤维复合材料螺旋铣孔工艺研究

碳纤维复合材料(CFRP)因高比强度、耐腐蚀性等优异的材料属性广泛应用于航空航天等高科技领域,但是在钻孔过程中极易产生分层和毛刺等加工缺陷。针对这一问题,本研究应用螺旋铣孔工艺对CFRP材料进行孔加工,探究两种切削条件(常温干式和低温冷却)下的制孔质量,得到加工条件对切削力、分层缺陷和表面形貌的影响规律。研究结果表明,在低温冷却切削条件下,切削力相对较大,但分层因子相对较低,加工出的孔更规则,所以低温冷却切削条件能获得更好的制孔质量。     

喷射液束电解辅助激光加工工艺规律研究

喷射液束电解辅助激光加工是一项新型复合加工方法,将电解加工与激光加工进行复合,在加工过程中,激光束与电解液束同轴共同作用于材料表面,激光对材料的热效应和喷射电解液束对材料的电化学阳极溶解作用共同去除材料,可实现无再铸层、无微裂纹的加工效果.针对该方法,基于加工原理的分析,以加工孔锥度和材料去除率为加工质量指标,研究了激光脉冲能量、电解加工电压和加工间隙对加工质量的影响.研究结果表明,激光脉冲能量对材料去除率的影响占据主导作用;激光脉冲能量和电解加工电压的增加都会导致加工孔锥度的增大;缩短加工间隙可以提高材料去除率,但会增加加工孔入口的锥度.     

复材异质叠层半自动制孔工艺参数研究

飞机承力部件采用大量的复合材料及难加工金属异质叠层结构,针对复材异质叠层在制孔过程中易出现烧蚀、孔壁划伤、出孔面质量缺陷以及制孔效率低、刀具寿命短等问题,采用EDU进行半自动制孔工艺参数切削试验,利用电流作为轴向力和扭矩的间接测量手段,对制孔过程中的重要表征量钻削力进行监测,判断制孔过程转速和进给量所反映的加工状态,为复材异质叠层制孔时线速度的选取提供依据,同时满足复材异质叠层的加工质量要求。