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国内外碳纤维增强复合材料加工技术研究现状

时间:2019-02-20 20:34来源:毕业论文
虽然各种特种加工技术的高速发展,使得复合材料的加工质量得以提高,但是成本高和操作复杂等缺陷限制了特种加工的应用。目前,碳纤维增强复合材料的主要加工方法还是传统的机

虽然各种特种加工技术的高速发展,使得复合材料的加工质量得以提高,但是成本高和操作复杂等缺陷限制了特种加工的应用。目前,碳纤维增强复合材料的主要加工方法还是传统的机械加工,包括车削、铣削、钻削等。33425
由于碳纤维增强复合材料的高性能和难加工特性,国内外很多学者都对CFRP的加工技术进行了研究,并取得了很多有益的结果,对CFRP的推广应用提供了很大的帮助。论文网
国内,刘汉良等人推荐了“群钻式”钻头、PCD8面刃钻头、双刃压迫式立铣刀、小螺旋角铣刀、“菠萝刃”镂铣刀等几种刀具以供选用[6]。刘浩文根据弹托齿槽的形状特点设计了一种PCD成形铣刀,得出进给速度为0.0113mm/z和切削速度为295m/min时,既可以保护刀具,又可改善出口表面质量[7]。钻头形状(尤其是横刃)对碳纤维复合材料制孔加工质量影响很大,因此可以将普通麻花钻改进成薄板钻、无横刃的匕首钻和“先切后推”的新型W钻头等专用钻头以提高加工质量,减少零件缺陷[8~10]。加工方法方面,超声振动加工的零件表面粗糙度值稳定在Ra0.9~2.5,其中铣削深度对超声铣削加工表面粗糙度影响最大[11~12]。花银群等人通过单因素试验研究激光参量对切割质量的影响,得出较小的脉冲能量和频率与较大的切割速率和气体压力可获得较好的切割质量,并且激光水下切割CFRP能很好地降低激光切割导致的热损伤[13]。对于传统机械加工,简龙艺和林有希综述了铣削CFRP的刀具磨损、切削力、表面质量、切屑形成机理等方面的研究进展并提供了四个研究方向[14];庄舰等人利用ABAQUS软件进行数值模拟研究,得到了应力分布情况,为后续研究提供参考[15];叶衔真选用硬质合金刀具和CVD金刚石薄膜涂层刀具侧铣碳纤维复合材料,采用单因素试验和正交试验比较两种刀具的加工质量和磨损情况,并根据正交试验结果优化参数[16]。 源自$六l维,论:文w网)加7位QQ3249^114 www.lwfree.cn
国外,Xin Wang等人用三种钻头(无涂层、金刚石涂层、AlTiN涂层WC–Co硬质合金钻头)进行对比钻削实验[17]。与普通金属切削相比,碳纤维复合材料由于脆性高,很难在刀尖形成积屑瘤以保护刀具,因而磨损严重。而超高硬度的金刚石涂层可以很好地保护刀具,减少磨损。另外他们还利用tribo-meter测试方法在钻削试验前筛选刀具材料。Luca Sorrentino和Sandro Turchetta两人指出切削力与切削深度和切屑厚度有关并给出切削力的经验公式[18]。Akira Hosokawa等人选用四种DLC立铣刀进行侧铣加工,发现涂层方式对加工质量的影响没有铣刀螺旋角的影响大,并指出当采用高螺旋角铣刀且铣削合力平行于工件表面时可以有效减少刀具磨损和分层、毛刺等加工缺陷[19]。 国内外碳纤维增强复合材料加工技术研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20190220/30530.html
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