刘刚
,
张恒
,
王亚飞
,
周兰
,
高凯晔
,
柯映林
,
卢大伟
复合材料学报
针对传统钻孔方法加工复合材料时易导致分层、撕裂等缺陷的问题,采用螺旋铣作为新的制孔技术,根据飞机装配现场的实际加工条件,构建以机器人为移动载体、螺旋铣孔终端执行器为加工单元、螺旋铣孔专用刀具为切削工具的加工系统,采用该加工系统对碳纤维增强复合材料(CFRP)螺旋铣孔关键工艺参数进行正交试验,并讨论了刀具主轴转速、每齿进给量和轴向切削深度等工艺参数对切削力的影响规律;通过对加工缺陷的监测,探讨了切削力与CFRP分层、撕裂等缺陷之间的关系;最后对工艺参数进行优化,经试验验证,优化后轴向切削力较优化前降低26％以上,孔入口及出口处均无撕裂、毛刺,加工质量最优.
关键词:
螺旋铣
,
正交试验
,
切削力
,
分层
,
撕裂
,
碳纤维增强复合材料
苏飞
,
袁军堂
,
程寓
复合材料学报
针对平纹编织碳纤维增强复合材料(CFRP)T型齿槽切出侧最外层纤维在切制过程中产生的缺陷,建立齿槽切出侧最外层纤维的切削模型,采用T型铣刀展开切制齿槽的试验,研究缺陷的形成机制.在切出侧最外层纤维的切削过程中,存在A、B两种情形,分别为纬向纤维的切削有经向纤维的支撑和无经向纤维的支撑.结果表明:随着每齿进给量的增大,齿槽切出侧最外层纤维的残余因子基本呈减小趋势,而分层因子呈增大趋势,且残余因子主要经历2次减小,依次包括A情形残余纬向纤维的减少和残余经向纤维的减少;B情形的残余纬向纤维普遍存在于每次试验中,但在A情形纤维被切除的适当每齿进给量区间内,部分B情形纤维能有效被切除;此外,采用细晶粒硬质合金刀具进行齿槽加工的每齿进给量选择在11.22 μm/z～15.62 μm/z区间内较为合适.试验结果与理论推导所反映的规律基本一致,该研究对每齿进给量的选取和缺陷的抑制具有指导意义.
关键词:
碳纤维增强复合材料
,
切削
,
加工缺陷
,
形成机制
,
T型齿槽
周井文
,
陈燕
,
傅玉灿
,
徐九华
,
胡安东
,
刘思齐
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20140603.002
采用金刚石涂层硬质合金铣刀对0°、45°、90°、135°4种纤维方向的碳纤维增强复合材料(CFRP)进行了顺铣加工试验.通过对铣削力和加工表面形貌的对比,分析了纤维方向和每转进给量对加工表面质量的影响.结果表明:主切削力随着每转进给量的增大而增大,0°方向纤维受到的主切削力最大,90°方向纤维受到的主切削力最小;0°方向纤维表面破碎树脂与纤维的残留随着每转进给量的增大而增多,135°方向纤维表面树脂粘附逐渐减小;90°方向纤维表面会有大小不同的微坑,同时在样件上、下表面易产生分层缺陷,45°方向纤维表面多呈现沟槽或波浪形形貌.
关键词:
碳纤维增强复合材料
,
纤维方向
,
切削力
,
加工表面形貌
,
每转进给量
柳锦春
,
高建岗
,
赵启林
,
孙建
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160113.001
通过试验研究了预紧力、齿长和载荷水平对碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)预紧力单齿接头(PTSTC)静态和疲劳性能的影响。试验结果表明：CFRP PTSTC 的疲劳极限承载力可以达到静态极限承载力的80%~85%,与螺栓等传统连接方式相比,其疲劳性能具有一定优势；预紧力可以显著改善 CFRP 单齿接头的静态和疲劳性能；CFRP PTSTC的静态极限承载力随齿长增加而升高,但是在相同载荷水平下增加齿长不一定可以延长接头的疲劳寿命,尤其是在低载荷水平下齿长增加反而会缩短疲劳寿命；在加载初期,PTSTC的疲劳裂纹快速萌生,之后扩展缓慢,在接近破坏前的几次循环中又骤然增大,预紧力可以减缓疲劳损伤的累积速率；疲劳过程中PTSTC的刚度衰退不明显,在前95%疲劳寿命阶段仅下降1%~4%,预紧力也可以减缓刚度的衰退速率。所得研究成果可为复合材料接头抗疲劳设计提供参考依据。
关键词:
碳纤维增强树脂基复合材料
,
预紧力单齿接头
,
疲劳
,
滞回环
,
损伤累积
胡安东
,
陈燕
,
傅玉灿
,
徐九华
,
刘思齐
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150901.001
为研究超声振动辅助铣磨加工对碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)切削力和表面质量的影响,建立了超声振动辅助铣磨加工的切削力模型,进行了磨粒运动轨迹、刀具锋利化效果及单颗磨粒切厚的理论分析及试验验证.结果表明:超声振动辅助铣磨加工与传统铣磨加工相比切削力更小、加工质量更好.当每齿进给量从4 μm/z增加到8μm/z时,超声振动辅助铣磨加工的切削力增加了44.7％,小于传统铣磨加工的84.9％;同样,当切深从200 μm增加到400 μm时,超声振动辅助铣磨加工的切削力增加了187.8％,小于传统铣磨加工的209％;在相同加工参数下,超声振动辅助铣磨加工的工件表面与传统铣磨加工相比,树脂涂覆、表面凹坑和纤维拔出量明显减少.
关键词:
碳纤维增强树脂基复合材料
,
超声振动辅助铣磨加工
,
切削力模型
,
磨粒运动轨迹
,
刀具锋利化效果
