碳纖維增強熱塑性復(fù)合材料螺旋銑磨制孔損傷研究

編號：FTJS09621

篇名：碳纖維增強熱塑性復(fù)合材料螺旋銑磨制孔損傷研究

作者：張紅哲 鄭植 殷國運 陳晨 鄧成林 鮑永杰

關(guān)鍵詞： 碳纖維增強熱塑性復(fù)合材料 螺旋銑磨 制孔 切削溫度 損傷 冷卻輔助

機構(gòu)： 大連理工大學(xué)工程訓(xùn)練中心 大連海事大學(xué)輪機工程學(xué)院

摘要： 目的研究碳纖維增強熱塑性復(fù)合材料(CFRTP)螺旋銑磨制孔的切削溫度和切削力的變化趨勢,以及典型制孔損傷的特點,并分析切削溫度的下降對制孔損傷的影響。方法采用螺旋銑磨的方法開展CFRTP的制孔試驗研究,通過改變工藝參數(shù)研究切削溫度、切削力的變化趨勢,分析各類典型制孔損傷的特點、形成原因及隨工藝參數(shù)的變化情況,并研究添加冷卻輔助降低切削溫度對抑制制孔損傷的效果。結(jié)果隨著刀具自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速、公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速和螺距的升高,切削溫度分別升高了約46.43%、12.06%和95.97%;切削力隨著自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的升高而降低,隨著公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速和螺距的升高而增大。當螺距達到0.45mm時,軸向力會有所下降。入口損傷和出口損傷主要以毛刺為主,損傷會隨著各工藝參數(shù)的升高而加劇,孔壁損傷主要表現(xiàn)為涂覆、變形、裂紋等3種形式。添加冷卻輔助后,制孔質(zhì)量得到顯著提高,高溫下的刀具涂覆問題基本解決。結(jié)論切削溫度是影響CFRTP制孔質(zhì)量的主要因素,切削溫度的升高導(dǎo)致樹脂基體軟化,使得切屑形貌從粉末狀轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)薄片狀,進而對切削力產(chǎn)生影響,樹脂軟化對制孔損傷有著明顯的影響。冷卻輔助能夠明顯地降低切削溫度,從而起到抑制損傷的作用。