CFRP旋转超声辅助钻削的缺陷抑制机理及实验研究

论文摘要

针对碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在普通切削(CD)过程中因切削力及扭矩较大而产生的分层撕裂、孔壁纤维损失等缺陷,采用了旋转超声辅助钻削(RUAD)制孔方法。首先,分析了CFRP CD的孔缺陷类型及产生机理,并结合超声振动加工的特性,给出了RUAD的孔缺陷抑制机理。然后,搭建了包含非接触式感应供电旋转超声振动系统、立式加工中心和测力系统的实验平台。最后,在相同的工艺参数下,对比了CD和RUAD两种工艺下的切削力和扭矩、孔缺陷及孔壁质量。实验结果表明:相对CD,RUAD的切削力和扭矩分别降低41. 46%～46. 32%和41. 61%～48. 94%,且CFRP孔出入口及孔壁分层撕裂、纤维损失等缺陷得到了有效抑制,极大地改善了CFRP的钻孔质量。实验结果有效地验证了CFRP钻孔缺陷产生机理及超声振动抑制机理的正确性,RUAD可以用于CFRP低损伤制孔。

论文目录

• 1 旋转超声辅助钻削复合材料孔缺陷的抑制机理
• 2 CFRP的对比钻削实验
•   2.1 实验材料与刀具
•   2.2 实验平台搭建和条件
•   2.3 测量及观察方法
• 3 实验结果与讨论
•   3.1 切削力和扭矩
•   3.2 CFRP孔微观形貌
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 邵振宇,姜兴刚,张德远,耿大喜,李少敏,刘大鹏

关键词: 碳纤维增强树脂基复合材料,旋转超声辅助钻削,缺陷抑制机理,切削力,孔质量

来源: 北京航空航天大学学报 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 金属学及金属工艺,航空航天科学与工程

单位: 北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京航空航天大学生物医学工程高精尖创新中心,航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司

基金: 国家自然科学基金(51475031),中国博士后科学基金(2018M631301)~~

分类号: V261.92;TG52

DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0713

页码: 1613-1621

总页数: 9

文件大小: 700K

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