碳纤维复合材料钻削试验研究

在碳纤维复合材料切削加工过程中,经常会出现分层、劈裂等质量问题。文中为了解决碳纤维复合材料的分层问题,从而达到提高碳纤维复合材料钻削质量的目的,主要从分析碳纤维复合材料切削加工工艺特性入手,利用不同的工艺参数、加工技巧,对其进行了一系列钻削试验。通过分析试验数据,对比试验结果,从优化工艺参数、加工刀具的选用方面,提出了若干适合实际操作的工艺技巧,确定了最优的钻削方法。该方法被广泛应用到了产品中,成功改善了碳纤维复合材料的钻削质量。     

树脂基纤维增强复合材料的激光钻削研究

综述了近年来国内外纤维增强树脂基复合材料的激光微孔钻削研究现状,分析了复合材料激光钻削的激光源、加工参数的选择以及加工中出现的基体热损坏和孔加工误差,提出了改善加工质量的方法.     

芳纶纤维增强复合材料钻削研究进展

芳纶纤维增强复合材料(AFRP)因其具有高强度、高弹性模量、耐磨以及良好的抗冲击性等优越性能,在航空、航天、防弹护甲等领域应用日益广泛。但材料本身的层间结构特性导致在钻削加工中出现撕裂起毛、分层、烧焦、粘刀等诸多缺陷,限制了材料的应用及推广。从AFRP的材料力学性能、钻削力、钻削温度和加工表面质量等方面阐述芳纶纤维增强复合材料的钻削加工性能。另外,对芳纶纤维钻削加工材料去除机理和钻削刀具磨损机理的国内外研究现状进行阐述,归纳了优化钻削加工质量的一些方法,探讨了该领域的未来研究发展趋势。     

浅谈纤维增强复合材料切割技术

纤维增强复合材料性能取决于纤维类型、性能、纤维方向以及基体与纤维的相对体积。从微观上说,纤维增强复合材料是具有非均匀性、各向异性的力学结构材料。纤维增强复合材料因具有耐疲劳性能好、力学性能可优化设计、成型工艺性好等优点而广泛应用于兵器、航空航天及其他民用工业部门。各种纤维增强复合材料在用不同的成型工艺固化成型之后,为了满足实际使用要求,多数情况下均要进行切割修整加工,切割加工是其制造工艺中一个重要环节。本文在大量试验的基础上,将综述机械切割、激光切割、水(磨料)射流切割、电火花切割等加工方法特点,指出根据各种复合材料不同性能,合理地选用切割方法及切割工艺,具有重要的现实意义。     

芳纶纤维复合材料铣削加工研究进展

芳纶纤维复合材料因其特有的超高强度、高模量、高硬度和优良的冲击性能,在航空、航天和军工等领域应用日益广泛。综述了芳纶纤维复合材料的铣削加工研究进展,重点介绍了高速铣削过程中铣削力、铣削温度的变化规律,阐述了铣削加工缺陷的成因、影响表面质量的因素和铣削工艺优化措施,展望了芳纶纤维复合材料铣削加工的发展方向。     

碳纤维复合材料数控钻磨工艺及装备研究

针对传统的碳纤维复合材料钻孔加工工艺易产生缺陷的问题,开展了"以磨代钻"新工艺的研究,并研制了新型电镀超硬磨料刀具.采用西门子802D数控系统实现对碳纤维复合材料构件数控钻磨工艺装备的控制,阐述了数控系统的组成及主要参数的设计.实践证明,应用"以磨代钻"新工艺的钻磨装备可获得较高的加工精度及表面质量,满足当前碳纤维复合材料构件孔加工的工业要求.     

钎焊套料钻钻削碳纤维增强复合材料层合板出口撕裂缺陷的成因分析

针对碳纤维增强复合材料钻孔时钻头寿命短、易产生加工缺陷等问题,将钎焊金刚石套料钻应用于碳纤维增强复合材料的钻削加工中。为更好地说明钎焊金刚石套料钻的加工性能,选取了复合材料钻削中常用的金刚石涂层麻花钻进行比较,并选择了实际加工中严重影响加工质量的出口撕裂缺陷进行成因分析。通过检测与分析出口处加工质量,得到以下结论：对于不同结构形式的钻头,仅依靠轴向力及扭矩并不能判断是否产生撕裂缺陷;在相同工艺参数下,钎焊金刚石套料钻的轴向力及扭矩均小于金刚石涂层麻花钻的轴向力及扭矩,使用钎焊金刚石套料钻更有利于减少撕裂缺陷,提高加工效率。     

基于制孔质量的CFRP/Al叠层钻扩工艺余量的分配

碳纤维/聚合物基复合材料(即碳纤维增强树脂基复合材料CFRP)是目前被广泛应用的新型材料。该材料具有各向异性的特点,在加工过程中常常出现纤维拔出、内部脱粘和分层等现象,降低加工质量和疲劳强度。本文从CFRP/Al叠层材料钻削的制孔质量出发,提出CFRP分层临界轴向力与Al出口极限毛刺高度的评判标准,并对CFRP/Al叠层钻扩铰工艺中的余量进行分配与优化。     

碳纤维增强复合材料/钛合金叠层变参数钻削试验

针对碳纤维增强复合材料/钛合金叠层的难加工材料钻削机理开展研究。基于断屑工艺加工方法设计钻削试验并通过对切削过程进行在线监测,验证断屑工艺叠层钻削相对于连续叠层钻削的可行性及有效性。试验结果表明:断屑工艺有效改善了复合材料及钛合金的孔壁表面质量,并较好地提高了叠层钻削加工质量,但对钻削中的其他测量参数并无显著影响。     

钻削钛和碳复合材料的新型刀具

波音公司开发了一种用复合材料制造的先进机翼,由于这种材料加工困难,因此立项研究,以提供一种较简单和低成本的加工工艺。结果研制成功了一种新型几何形状的钻头和属于专利的一步钻成的新工艺。它取代了昂贵的原来需要分3步才能加工成的老工艺。 由波音公司防卫和空间组最近完成的合同是为GrummanA-6攻击机开发一种新的机翼,以取代原来的铝制机翼。新的方案是用碳纤维复合材料和钛制造。 按照新的设计,在装配过程中需同时在碳和钛两种材料上钻紧固孔。用常规制造工艺,加工这两种不同材料需用不同的刀具材料和几何参数以及不同的钻削速度,才能有良好的结果。     

陶瓷复合构件的高效钻孔技术研究

针对陶瓷复合构件组成材料的物理机械性能及加工特性,探讨了其加工技术,考虑加工的经济性、实用性和易操作性,采用专门研制的烧结金刚石套钻进行孔加工技术研究,讨论了影响加工效率的主要参数。根据复合构件加工中的各种缺陷,分析了采用预压应力钻削对改善表面加工质量的重要性。以加工效率为指标,通过正交试验对钻头的磨料粒度、浓度、水槽数和壁厚等因素进行了优化分析,确定了适宜的刀具参数。试验证明,采用优化参数的套钻可高效地对陶瓷复合构件进行钻孔加工,质量完全满足技术要求。该套钻同样适合于其他硬脆材料及其复合构件的加工,具有较强的推广应用价值。     

Experimental study on trepanning drilling of the ceramic composite armor using a sintering diamond tool

Laminated ceramic composite armors made of engineering ceramics, fiber-enforced composite, and lightweight alloy are expected to be used widely in armor protection area. However, secondary machining is still a problem for the distinct properties of composing materials, and up to now, few reports can be found out about machining technology. In this work, an experimental study on drilling a typical laminated ceramic composite armor by using a special sintering diamond thinwall trepanning tool has been carried out deeply. To improve the machining efficiency, process parameters including the spindle speed and the axial force have been optimized through drilling experiments. Moreover, the three phases of the whole drilling process of the typical ceramic composite armor is proposed, and the machining mechanism and chip forms in each phase have been analyzed. Also, diamond tool skidding phenomena whether at hole exit or during drilling middle engineering ceramics have been explored, and the skidding mechanisms are presented. In addition, the surface quality of a hole wall machined has been studied, and an advisable measure is given. Results achieved in this paper can provide a technical base for diamond trepanning tool drilling similar laminated ceramic composite armors.     

陶瓷加工专用套料钻的研制

简要介绍了工程陶瓷材料的性能;选择了加工方式和工具材料;分析了套料加工原理;讨论了金刚石套料钻的结构及制作工艺,给出了套料钻的主要性能参数。     

凯芙拉纤维复合材料的孔加工技术

分析了凯芙拉纤维增强聚合物基复合材料的组织结构特点和物理机械性能，针对复合材料在孔加工过程中产生各种加工缺陷的原因，提出一种立足传统加工方法且经济实用的孔加工技术，并给出相应的加工工艺装备简图，加工实验取得令人满意的效果，具有实用和推广价值。     

陶瓷/KFRP双板复合构件的孔加工

工程陶瓷和Kevlar纤维增强复合材料(简称KFRP)都是难加工材料,陶瓷/KFRP双板复合构件的孔加工比较困难。在分析双板复合构件组成材料的加工技术现状的基础上,采用专门研制的烧结金刚石钻头对其进行加工试验研究,探讨了其工艺特点,分析了影响加工效率的主要因素。     

金刚石涂层钻头钻削SiCp/Al复合材料的仿真有限元分析

利用DEFORM - 3D有限元软件对金刚石涂层钻头钻削SiCp/Al复合材料的过程进行了动态仿真,分析了钻削速度、进给量对加工过程中刀具的轴向力、扭矩以及工件温度的影响.结果表明:随着进给量的增加,钻削过程中钻头的轴向力、扭矩和工件的温度都有所增加;随着钻削速度的增加,钻削过程中钻头的轴向力和扭矩的变化不大,但工件的...     

无氧铜深孔套料加工工艺的试验研究

根据无氧铜的材料特性和切削加工性能,进行了无氧铜的大直径深孔套料加工试验,并设计了套料钻和加工工艺。试验结果证明,切削过程稳定可靠,通过套料加工可显著提高无氧铜的材料利用率。     

特种金刚石钻头的研制

介绍一种新研制的能把超声振动和金刚石磨粒磨削结合在一起的特种金刚石钻头。阐述了该钻头的钻削机理及设计制作过程。试验表明，该钻头是钻削工程陶瓷、宝石等硬脆材料的理想工具。     

工程陶瓷材料孔加工技术的试验

立足于传统加工方法 ,考虑加工的经济性、实用性和易操作性 ,采用新研制的单层高温钎焊金刚石套料钻及专用钻套夹具对工程陶瓷材料进行了钻孔加工试验 ,试验结果表明 ,该工艺方法可高效、简便地加工出高质量的陶瓷孔 ,具有实用和推广价值。