钻孔过程中切削温度对CFRP亚表面的影响

研究了碳纤维增强聚合物(CFRP)/Ti叠层构件钻孔时切削温度对钻孔质量的影响,分析了有无钛合金支撑层制孔时CFRP的切削力、切削热、孔壁表面和亚表面质量,并提出了亚表面损伤评价方法。结果表明,钻孔时钛合金支撑层对CFRP切削力及表面质量的影响较小,但对切削温度和亚表面质量影响显著。刀具同时加工钛合金和CFRP时会产生大量切削热,导致CFRP孔出口处温度大幅升高,高温导致CFRP树脂基体的刚度和粘结性能下降,使得CFRP孔出口附近纤维层上出现了严重的亚表面损伤。同时,采用提出的亚表面损伤评价方法对亚表面损伤进行评价,发现靠近出口处的纤维层亚表面损伤最为严重。在远离出口平面的方向上,亚表面损伤程度逐渐降低。因此,CFRP/Ti叠层构件钻孔过程中切削温度显著影响CFRP孔的亚表面质量,且亚表面的损伤程度是评价CFRP加工质量的重要因素。