CFRP/鈦合金疊層構(gòu)件制孔孔徑分布規(guī)律研究
發(fā)布時間：2021-01-12 12:31
為了研究CFRP/鈦合金疊層構(gòu)件一體化制孔加工后的孔徑幾何精度變化規(guī)律及主要影響因素,在CFRP/鈦合金制孔基礎(chǔ)上,利用三坐標測量機對孔徑幾何精度進行檢測,并分別對單個孔及系列孔的孔徑幾何精度進行分析,得到孔徑幾何精度的變化規(guī)律及主要影響因素。結(jié)果表明:疊層材料制孔加工過程中材料加工性能的巨大差異,使加工至材料界面時產(chǎn)生的切削振動較大,是影響CFRP與鈦合金孔徑幾何精度的主要因素,且對CFRP孔徑影響較大,對鈦合金孔徑影響較小。
【文章來源】：工具技術(shù). 2017,51(02)北大核心
【文章頁數(shù)】：4 頁
【部分圖文】：
CFＲP板與鈦合金板的孔徑測量位置
的疊層方式一致，采用復(fù)合材料在上、鈦合金在下的疊層結(jié)構(gòu)進行一體化加工，即首先鉆削復(fù)合材料而后加工鈦合金。硬質(zhì)合金刀具直徑?6mm，主軸轉(zhuǎn)速1000r/min，進給率25mm/min。鉆削加工后用�？怂箍等鴺藴y量儀對所加工孔徑進行檢測(總加工孔數(shù)為84個)，并對每個孔的不同位置進行檢測以得到較準確的測量結(jié)果。對CFＲP板加工孔的孔徑進行檢測時，測量位置見圖1a，a、b、c分別距離上表面1mm、2．5mm、4mm。對鈦合金板加工孔的孔徑進行檢測時，測量位置見圖1b，d、e分別距離上表面1mm、2mm。孔徑測量的檢測過程見圖2。(a)CFＲP(b)鈦合金圖1CFＲP板與鈦合金板的孔徑測量位置圖2檢測過程3試驗結(jié)果與分析3.1CFＲP制孔孔徑分析CFＲP板不同孔的孔徑檢測結(jié)果如圖3所示(其中第一層為位置a處，第二層為位置b處，第三層為位置c處)。圖4為不同測量位置處的CFＲP孔徑平均值�？梢钥闯�，隨著加工孔數(shù)的增加，所加工孔孔徑出現(xiàn)較小的增大趨勢，且靠近制孔出口處孔徑相對較大。不同測量位置處的CFＲP孔徑平均值及方差值如表1所示�？讖阶兓姆讲钪当砻�，靠近出口處，孔徑值較大，而且孔徑值波動也較大。圖3CFＲP不同孔的孔徑值變化曲線圖4不同測量位置處的CFＲP孔徑平均值表1不同測量位置處的CFＲP孔徑平均值及方差值測量位置平均值方差值第一層6．02850．0121第二層6．03380．0127第三層6．06500．0201隨著加工孔數(shù)的增加，刀具磨損逐漸嚴重，導(dǎo)致加工孔孔徑逐漸減校在疊層材料加工過程中，隨孔數(shù)的增加孔徑逐漸增大，這是由于隨著加工過程的進行，加工刀具出現(xiàn)磨損情況。刀具磨損后，刀具徑向振動增大，尤其是當(dāng)加工至復(fù)合材料與鈦合金界面處時，因材料性能的急劇改變產(chǎn)生的切削振動更為嚴重。切削刃處刀具的振動導(dǎo)致孔?
、2mm。孔徑測量的檢測過程見圖2。(a)CFＲP(b)鈦合金圖1CFＲP板與鈦合金板的孔徑測量位置圖2檢測過程3試驗結(jié)果與分析3.1CFＲP制孔孔徑分析CFＲP板不同孔的孔徑檢測結(jié)果如圖3所示(其中第一層為位置a處，第二層為位置b處，第三層為位置c處)。圖4為不同測量位置處的CFＲP孔徑平均值。可以看出，隨著加工孔數(shù)的增加，所加工孔孔徑出現(xiàn)較小的增大趨勢，且靠近制孔出口處孔徑相對較大。不同測量位置處的CFＲP孔徑平均值及方差值如表1所示�？讖阶兓姆讲钪当砻�，靠近出口處，孔徑值較大，而且孔徑值波動也較大。圖3CFＲP不同孔的孔徑值變化曲線圖4不同測量位置處的CFＲP孔徑平均值表1不同測量位置處的CFＲP孔徑平均值及方差值測量位置平均值方差值第一層6．02850．0121第二層6．03380．0127第三層6．06500．0201隨著加工孔數(shù)的增加，刀具磨損逐漸嚴重，導(dǎo)致加工孔孔徑逐漸減校在疊層材料加工過程中，隨孔數(shù)的增加孔徑逐漸增大，這是由于隨著加工過程的進行，加工刀具出現(xiàn)磨損情況。刀具磨損后，刀具徑向振動增大，尤其是當(dāng)加工至復(fù)合材料與鈦合金界面處時，因材料性能的急劇改變產(chǎn)生的切削振動更為嚴重。切削刃處刀具的振動導(dǎo)致孔徑的變化，且距離切削刃距離越近振動幅度越大，刀具螺旋刃對復(fù)合材料孔壁進行了再次切削加工，加工后的孔即為上窄下寬的錐形孔，且整體孔徑逐漸增大。3.2鈦合金制孔孔徑分析鈦合金板不同孔的孔徑檢測結(jié)果見圖5(其中第一層為位置d處，第二層為位置e處)。圖6為不同測量位置處的鈦合金孔徑平均值。不同測量位置處的鈦合金板孔徑平均值及方差值見表2。從不同加工孔數(shù)孔徑的變化趨勢可見，隨著加工孔數(shù)的增加，加工孔孔徑的波動較校鈦合金板不同測量位置處的孔徑平均值及方差值表明:靠近鈦?
【參考文獻】：
期刊論文
[1]碳纖維復(fù)合材料與鈦合金結(jié)構(gòu)制孔工藝研究[J]. 于曉江,曹增強,蔣紅宇,龔佑宏. 航空制造技術(shù). 2011(03)
[2]從A350XWB看大型客機的選材方向[J]. 陳亞莉. 航空制造技術(shù). 2009(12)
本文編號：2972854
【文章來源】：工具技術(shù). 2017,51(02)北大核心
【文章頁數(shù)】：4 頁
【部分圖文】：
CFＲP板與鈦合金板的孔徑測量位置
的疊層方式一致，采用復(fù)合材料在上、鈦合金在下的疊層結(jié)構(gòu)進行一體化加工，即首先鉆削復(fù)合材料而后加工鈦合金。硬質(zhì)合金刀具直徑?6mm，主軸轉(zhuǎn)速1000r/min，進給率25mm/min。鉆削加工后用�？怂箍等鴺藴y量儀對所加工孔徑進行檢測(總加工孔數(shù)為84個)，并對每個孔的不同位置進行檢測以得到較準確的測量結(jié)果。對CFＲP板加工孔的孔徑進行檢測時，測量位置見圖1a，a、b、c分別距離上表面1mm、2．5mm、4mm。對鈦合金板加工孔的孔徑進行檢測時，測量位置見圖1b，d、e分別距離上表面1mm、2mm。孔徑測量的檢測過程見圖2。(a)CFＲP(b)鈦合金圖1CFＲP板與鈦合金板的孔徑測量位置圖2檢測過程3試驗結(jié)果與分析3.1CFＲP制孔孔徑分析CFＲP板不同孔的孔徑檢測結(jié)果如圖3所示(其中第一層為位置a處，第二層為位置b處，第三層為位置c處)。圖4為不同測量位置處的CFＲP孔徑平均值�？梢钥闯�，隨著加工孔數(shù)的增加，所加工孔孔徑出現(xiàn)較小的增大趨勢，且靠近制孔出口處孔徑相對較大。不同測量位置處的CFＲP孔徑平均值及方差值如表1所示�？讖阶兓姆讲钪当砻�，靠近出口處，孔徑值較大，而且孔徑值波動也較大。圖3CFＲP不同孔的孔徑值變化曲線圖4不同測量位置處的CFＲP孔徑平均值表1不同測量位置處的CFＲP孔徑平均值及方差值測量位置平均值方差值第一層6．02850．0121第二層6．03380．0127第三層6．06500．0201隨著加工孔數(shù)的增加，刀具磨損逐漸嚴重，導(dǎo)致加工孔孔徑逐漸減校在疊層材料加工過程中，隨孔數(shù)的增加孔徑逐漸增大，這是由于隨著加工過程的進行，加工刀具出現(xiàn)磨損情況。刀具磨損后，刀具徑向振動增大，尤其是當(dāng)加工至復(fù)合材料與鈦合金界面處時，因材料性能的急劇改變產(chǎn)生的切削振動更為嚴重。切削刃處刀具的振動導(dǎo)致孔?
、2mm。孔徑測量的檢測過程見圖2。(a)CFＲP(b)鈦合金圖1CFＲP板與鈦合金板的孔徑測量位置圖2檢測過程3試驗結(jié)果與分析3.1CFＲP制孔孔徑分析CFＲP板不同孔的孔徑檢測結(jié)果如圖3所示(其中第一層為位置a處，第二層為位置b處，第三層為位置c處)。圖4為不同測量位置處的CFＲP孔徑平均值。可以看出，隨著加工孔數(shù)的增加，所加工孔孔徑出現(xiàn)較小的增大趨勢，且靠近制孔出口處孔徑相對較大。不同測量位置處的CFＲP孔徑平均值及方差值如表1所示�？讖阶兓姆讲钪当砻�，靠近出口處，孔徑值較大，而且孔徑值波動也較大。圖3CFＲP不同孔的孔徑值變化曲線圖4不同測量位置處的CFＲP孔徑平均值表1不同測量位置處的CFＲP孔徑平均值及方差值測量位置平均值方差值第一層6．02850．0121第二層6．03380．0127第三層6．06500．0201隨著加工孔數(shù)的增加，刀具磨損逐漸嚴重，導(dǎo)致加工孔孔徑逐漸減校在疊層材料加工過程中，隨孔數(shù)的增加孔徑逐漸增大，這是由于隨著加工過程的進行，加工刀具出現(xiàn)磨損情況。刀具磨損后，刀具徑向振動增大，尤其是當(dāng)加工至復(fù)合材料與鈦合金界面處時，因材料性能的急劇改變產(chǎn)生的切削振動更為嚴重。切削刃處刀具的振動導(dǎo)致孔徑的變化，且距離切削刃距離越近振動幅度越大，刀具螺旋刃對復(fù)合材料孔壁進行了再次切削加工，加工后的孔即為上窄下寬的錐形孔，且整體孔徑逐漸增大。3.2鈦合金制孔孔徑分析鈦合金板不同孔的孔徑檢測結(jié)果見圖5(其中第一層為位置d處，第二層為位置e處)。圖6為不同測量位置處的鈦合金孔徑平均值。不同測量位置處的鈦合金板孔徑平均值及方差值見表2。從不同加工孔數(shù)孔徑的變化趨勢可見，隨著加工孔數(shù)的增加，加工孔孔徑的波動較校鈦合金板不同測量位置處的孔徑平均值及方差值表明:靠近鈦?
【參考文獻】：
期刊論文
[1]碳纖維復(fù)合材料與鈦合金結(jié)構(gòu)制孔工藝研究[J]. 于曉江,曹增強,蔣紅宇,龔佑宏. 航空制造技術(shù). 2011(03)
[2]從A350XWB看大型客機的選材方向[J]. 陳亞莉. 航空制造技術(shù). 2009(12)
本文編號：2972854
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