碳纖維復(fù)合材料鉆孔缺陷研究與刀具優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、碳纖維復(fù)合材料（簡(jiǎn)稱(chēng) CFRP）是如今被廣泛應(yīng)用于軍事和民用各個(gè)領(lǐng)域的一種先進(jìn)的復(fù)合材料，其具有優(yōu)異的力學(xué)性能。然而，由于碳纖維復(fù)合材料是由纖維束與樹(shù)脂基層鋪而成，致使其具有各向異性的特點(diǎn)，導(dǎo)致針對(duì)它的二次加工遇到了很多新的問(wèn)題，尤其是制孔加工，會(huì)出現(xiàn)一種特有的加工缺陷（分層缺陷）；除此之外，還存在毛刺、撕裂等缺陷。而且由于材料導(dǎo)熱性能差和硬度高的特性，也出現(xiàn)了刀具壽命低的現(xiàn)象。這些問(wèn)題已經(jīng)成為了制約CFRP高效率、高質(zhì)量加工的重要因素

2、。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，本文在深入研究CFRP切削機(jī)理的基礎(chǔ)上，將對(duì)不同刀具鉆削過(guò)程力的變化規(guī)律進(jìn)行分析，借助試驗(yàn)分析的方法研究切削力在不同切削參數(shù)下的變化規(guī)律。并進(jìn)行不同刀具參數(shù)與不同切削參數(shù)對(duì)分層缺陷影響進(jìn)行試驗(yàn)研究，對(duì)比分析分層檢測(cè)結(jié)果，優(yōu)化刀具切削參數(shù)。本文將主要進(jìn)行以下幾個(gè)方面的研究：
　　首先，針對(duì)CFRP的二元直角自由切削模型進(jìn)行深入研究，分析切削過(guò)程中，纖維方向與切削方向所成夾角，對(duì)切削形變和切屑形成產(chǎn)生的影響

3、，從理論上對(duì)其切削機(jī)理進(jìn)行研究。分析不同鉆頭在鉆削加工碳纖維復(fù)合材料過(guò)程中切削力的分布及變化情況，確定制孔缺陷的主要類(lèi)型。
　　然后，采用試驗(yàn)分析方法建立軸向力的回歸模型，推導(dǎo)軸向力的二元經(jīng)驗(yàn)公式。針對(duì)分層缺陷設(shè)計(jì)廣義雙頂角鉆頭，并與某知名刀具公司合作進(jìn)行試制，生產(chǎn)出滿(mǎn)足使用要求的鉆頭。開(kāi)展碳纖維復(fù)合材料的鉆削試驗(yàn)研究，分析刀具幾何參數(shù)和切削參數(shù)對(duì)分層缺陷的影響。
　　其次，利用 C掃描顯微鏡檢測(cè)方法進(jìn)行碳纖維復(fù)合材料板材的

4、檢測(cè)試驗(yàn)研究，對(duì)鉆削CFRP孔出入口表面層間分層的形貌進(jìn)行分析，進(jìn)而建立鉆孔分層缺陷的立體分層模型?；贑FRP的層鋪方式研究，分析疊合層的主剛度方向?qū)壮鋈肟谔幏謱有蚊驳挠绊憽?br>　　最后，對(duì)分層檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行分析研究，采用極差分析的方法，尋找刀具幾何參數(shù)對(duì)分層缺陷的影響，進(jìn)而優(yōu)化刀具幾何參數(shù)，并采用 Origin研究刀具幾何參數(shù)對(duì)分層缺陷尺寸的影響規(guī)律；運(yùn)用 MATLAB分析切削參數(shù)對(duì)分層缺陷的影響變化規(guī)律，并采用多元非線(xiàn)性回歸