碳纤维复合材料超声辅助钻削加工孔质量研究

碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced plastics,CFRP)因其是编织材料,具有各向异性、强度高等特点,其加工难度大,加工质量较差.针对这一现状,采用电镀金刚石套料钻,对CFRP开展了超声辅助钻削与普通钻削对比实验,通过出入口质量、内壁形貌分析,研究了超声振动作用对孔出入口、内壁质量...     

超声辅助磨削加工碳纤维复合材料的磨削力分析

针对碳纤维复合材料采用普通磨削时存在磨削力大、刀具磨损快、工件加工效率低等问题。在国内首次基于超声辅助磨削对航空碳纤维复合材料进行磨削力研究,选择主轴转速、超声振幅、进给速度和磨削深度主要的磨削工艺参数,深入开展航空碳纤维复合材料的超声辅助磨削力对比研究。研究结果表明:加工碳纤维复合材料工件时,超声辅助磨削能明显降低磨削力,即使在最差的加工条件下,即较低的主轴转速、较高的进给速度、较大的磨削深度的条件下,超声辅助磨削对磨削力的降低作用越显著。超声辅助磨削无论在航空碳纤维复合材料的粗加工还是在精加工中,都能达到更好的加工效果,在改善航空碳纤维复合材料的加工条件、增加工具使用寿命和提高加工效率上都有明显的作用。     

碳纤维复合材料超声辅助磨削机理研究

针对碳纤维复合材料超声辅助磨削机理开展工艺实验研究,第1步对超声辅助磨削工具开展堵塞试验,第2步研究超声辅助磨削的去除机制与碎屑形貌。最后得出超声辅助磨削方法在碳纤维复合材料的加工中有明显的优越性,不管是零件粗加工,还是零件精密加工,均能够在很大程度上减少工具磨损度,延长刀具使用期、优化表面质量等。     

碳纤维复合材料数控加工研究

碳纤维复合材料是一种大量应用于航天航空领域的具有优良综合性能的难加工材料.在概要介绍其基本特性、切削机理的基础上,对用于碳纤维复合材料的切削刀具特征及切削参数作了初步研究,并给出了切削试验数据和应用实例.     

碳纤维复合材料超声钻孔的研究

为碳纤维复合材料构件钻孔研制成一套旋转超声钻新技术。讨论了小型化超声振动系统的设计要点及试验分析；电流反馈式搜索电流最大值，超声波发生器的频率自动跟踪；轴向力约束型适应控制以及工具的等阻抗匹配。已将此超声振动钻孔系统制成便携式旋转超声钻，加工碳纤维复合材料效果良好。     

碳纤维复合材料孔加工研究现状

根据碳纤维复合材料的特性和制造加工中存在的问题,综述了碳纤维复合材料孔加工时加工工艺、钻头几何参数及其材料、机床振动、材料制备缺陷等因素对钻削加工损伤(尤其是分层损伤)的影响和抑制方法、钻削建模与仿真以及叠层孔加工等方面的研究最新进展,重点关注了钻削诱导的分层损伤形成机理以及一些特殊工艺,如振动辅助钻削、螺旋铣削孔加工、磁性胶体垫板孔加工技术和高速钻削技术等对碳纤维复合材料孔加工质量改善效果。     

碳纤维复合材料小孔加工难点与研究现状

碳纤维增强环氧树脂基复合材料在高新技术领域产品轻量化、小型化的发展趋势下具有广阔的应用前景和使用价值。微小零器件的连接装配需要进行大量的小孔加工,而碳纤维复合材料的难加工性以及小孔径加工时散热条件差、微小刀具刚度低等特点,使复合材料小孔加工比常规尺寸的孔加工更容易产生加工损伤,制孔形状、位置精度难以保证。列举了碳纤维复合材料常见的制孔损伤形式,分析了复合材料小孔加工的技术难点,综述了国内外在复合材料小孔加工机理、制孔刀具、制孔工艺等方面的研究现状。     

碳纤维复合材料力学性能试样的加工研究

为提高碳纤维复合材料力学性能试样的加工质量和效率,降低加工成本,采用磨削加工工艺,并研发了相关装备。分析了所采用的磨削加工工艺原理,介绍了加工装备的结构,并给出了工艺路线、加工工具及加工参数。通过加工试验确认,与铣削加工相比,磨削加工碳纤维复合材料力学性能试样在加工精度、表面质量等方面均具有优势,一次性投入降低90%,刀具成本降低2/3。可见,磨削加工是一种经济高效的加工工艺,适用于碳纤维复合材料力学性能试样加工。     

碳纤维复合材料小孔加工的试验研究

针对碳纤维复合材料小孔加工比常规尺寸的孔加工更困难,制孔质量和尺寸精度难易保证的问题,采用硬质合金麻花钻进行碳纤维增强树脂基复合材料直径3mm小孔的钻削试验,研究工艺参数、刀具磨损对切削力和制孔质量的影响。结果表明:转速和进给速度对制孔轴向力和孔径误差均有显著影响;回归分析得到了轴向力与转速和进给速度之间的关系式;转速对孔径误差的影响大于进给速度的影响;硬质合金麻花钻加工碳纤维复合材料的合格孔数为30个,孔径误差随刀具磨损量的增大而增大。研究结果可以对碳纤维复合材料小孔加工的切削力进行预测,为加工参数和刀具寿命的合理选择提供试验依据。     

碳纤维复合材料超声磨削工艺的研究

在总结国内外大量文献资料的基础上,利用自行研制的超声振动系统对碳纤维复合材料进行了磨削试验,研究不同加工参数对切削力和工件表面质量的影响,并对超声磨削机理进行了分析。结果表明:随着主轴转速的加快,切削力和表面粗糙度值减小;随着切削深度的增大或进给速度的加快,切削力和表面粗糙度值增大。与传统磨削加工相比,在加工参数相同的条件下,超声辅助加工时工件所受的切削力和表面粗糙度值更小。     

陶瓷基复合材料超声振动辅助加工技术研究现状

陶瓷基复合材料具有高硬度、高强度、高耐磨性和耐腐蚀性等一系列优点,在航空航天、特种防护等领域具有极大的应用前景,同时陶瓷基复合材料的高精度高效率加工依靠传统机械生产方式难以实现。超声振动辅助加工技术在陶瓷基复合材料的深小孔、薄壁和复杂型面加工等领域应用日益广泛,并形成了特有的行业体系,是精密、超精密制造领域发展的重要方向。针对近年来陶瓷基复合材料的超声振动辅助加工技术的发展状况,概述了陶瓷基复合材料和超声振动系统的研究现状,系统介绍了陶瓷基复合材料加工领域超声振动辅助磨削、钻削以及旋转超声加工和微细超声加工的应用和研究现状,并对超声振动辅助加工技术的应用趋势进行了总结和展望。     

碳纤维复合材料铣削加工研究进展

介绍碳纤维增强树脂基复合材料的特点、应用现状和加工难度,综述近10年碳纤维增强树脂基复合材料铣削机理(刀具磨损、切削力、表面质量、切屑形成机理)的研究进展,并讨论其将来的研究趋势。     

碳纤维复合材料的钻削加工

文章对国内外研究碳纤维复合材料（ＣＦＲＰ）的钻削加工技术的最新成果作了概述介绍,对钻削ＣＦＲＰ材料时的分层、撕裂等孔加工缺陷进行了分类和简单分析,并指出了提高钻孔质量的关键因素和方法。     

碳纤维复合材料孔隙率的超声评价方法研究

孔隙是碳纤维复合材料内部最常见的缺陷之一,空隙的大小及分布对构件的力学性能有重大影响。以热压成型的碳纤维单向增强复合材料为检测对象,利用超声衰减法和非线性超声检测方法对三种孔隙率不同的试样进行对比试验,提取超声检测的特征参量,实现了对碳纤维复合材料孔隙率大小的表征。     

碳纤维增强复合材料铣削加工刀具磨损研究

对碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)开展了铣削试验,并对刀具不同磨损形式进行观察,讨论了金刚石涂层刀具磨损机理。结果表明,CFRP铣削加工法向切削力和切削温度随着刀具磨损而逐渐增大,而切向切削力却逐渐减小。随着切削温度的升高,树脂基体的流动性增加,降低了树脂基体对碳纤维的把持力,同时90°和135°铺层方向树脂涂覆现象加剧。金刚石涂层刀具的主要磨损形式为破碎的碳纤维颗粒和树脂基体对刀具持续不断的磨损和冲击作用而形成的磨粒磨损,主要为刃口和刀尖的微崩刃、后刀面涂层磨耗和涂层裂纹扩展导致的涂层剥落。     

超声振动铣削碳纤维复合材料表面特征研究

采用超声振动铣削和普通铣削对碳纤维复合材料进行试验研究.试验结果表明,在两种加工方式下,工件表面都产生裂纹、纤维束撕裂、纤维拔出和分层等变形缺陷;在超声加工条件下增强体碳纤维束以直接被剪断为主,表面凹坑少,纤维束与碳基体交界处裂纹和分层不明显,碳基体表面有明显的沟槽产生,且沟槽浅而宽,成规律分布,平均宽度7-8μm;而在普通加工条件下,碳纤维束上的凹坑和空洞较多,碳纤维丝被拔出的几率很大,纤维束和基体交界处,存在很大的裂纹,分层也十分明显,碳基体表面也有明显沟槽m现,但是沟槽混乱,断续现象严重,工件表面呈现完全的脆性断裂,表面质量很差.     

超声振动铣削碳纤维复合材料刀具磨损研究

采用超声振动铣削和普通铣削对硬质合金铣刀铣削碳纤维复合材料进行试验研究。试验结果表明,在两种加工方式下,刀具的磨损形式主要是后刀面磨损、前刀面磨损和刀刃的破损,其中后刀面的磨粒磨损最严重,前刀面的粘着磨损较弱,当进给量加大或者是主轴转速过高时,很容易发生崩刃。超声振动条件下,刀具的后刀面磨损和前刀面磨损均较弱,且呈现一定的规律性,刀具的耐用度高,相对于普通切削更适合于复合材料的加工。     

钻削碳纤维复合材料刀具磨损与加工质量的研究

使用麻花钻进行钻削碳纤维增强树脂基复合材料T800的试验,研究了刀具磨损对轴向力、钻削温度以及出口形貌的影响。结果表明:随着转速增大,后刀面磨损值增大;转速低于4 000 r/min时,后刀面磨损值增大比较平缓,高于4 000 r/min时,后刀面磨损急剧增大;随着进给速度增大,后刀面磨损值呈现先减小后增大的规律,在进给速度为60 mm/min时最小;随着刀具磨损增大,轴向力以及钻削温度增大,孔出口形貌变差;在转速低于1 000 r/min时,刀具磨损对温度影响很大,当转速高于2 500 r/min时,随着刀具磨损增大,温度增大比较平缓。     

超声振动铣削碳纤维复合材料刀具磨损研究

介绍了采用超声振动铣削和普通铣削对硬质合金铣刀铣削碳纤维复合材料进行试验研究.试验结果表明,在两种加工方式下,刀具的磨损形式主要是后刀面磨损,前刀面磨损和刀刃的破损,其中后刀面的磨粒磨损最严重,前刀面的粘着磨损较弱,当进给量加大或者是主轴转速过高时,很容易发生崩刃.超声振动条件下,刀具的后刀面磨损和前刀面磨损均较弱,且呈现一定的规律性.刀具的耐用度高,相对于普通切削更适合于复合材料的加工.     

碳纤维复合材料的特性及其切削加工刀具研究

在概述碳纤维复合材料(CFRP)性能的基础上,分析了传统整体硬质合金刀具钻削和铣削CFRP时易出现的分层、毛刺、撕裂等加工缺陷的成因,并对切削加工CFRP专用的新型整体硬质合金刀具的切削性能做了概述,旨在为解决CFRP的切削加工技术难题提供有益帮助。