目的研究了CFRP材料銑削加工過程中,部分主要工藝對(duì)CFRP材料加工表面質(zhì)量的影響規(guī)律,為工藝參數(shù)優(yōu)化,提高此類零件的表面質(zhì)量提供依據(jù)。方法設(shè)計(jì)了CFRP材料銑削中的切削參數(shù)、刀具結(jié)構(gòu)、加工方法與加工表面粗糙度及表面形貌之間的單因素試驗(yàn)。通過單調(diào)改變一個(gè)切削參數(shù)而其余切削參數(shù)不變,得到了工件表面粗糙度和表面形貌隨切削參數(shù)、刀具結(jié)構(gòu)、加工方法的變化規(guī)律。結(jié)果當(dāng)銑削速度增大時(shí),工件的表面粗糙度變化不大,表面微坑缺陷的數(shù)量卻有所增加,但變小、變淺。當(dāng)進(jìn)給速度增大時(shí),工件表面粗糙度呈上升趨勢(shì),表面缺陷也隨之增加。無涂層多齒刀具銑削后的工件表面粗糙度最大,其次是金剛石涂層多齒刀具銑削的工件,最小的是金剛石涂層交錯(cuò)齒刀具銑削的工件。多齒刀具加工后的表面有較多的微坑缺陷,但普遍深度較淺且面積較小。交錯(cuò)齒刀具對(duì)分層缺陷的抑制作用最明顯,但在左旋和右旋刀齒交錯(cuò)處容易出現(xiàn)較嚴(yán)重的加工缺陷。與普通機(jī)械加工方法相比,超聲振動(dòng)加工方法得到的工件表面質(zhì)量較好,可以有效減少表面微坑缺陷,改善CFRP銑削加工表面質(zhì)量。結(jié)論 CFRP材料銑削加工時(shí),為了獲得較好的加工表面質(zhì)量,切削參數(shù)應(yīng)選用較高的切削速度和較低的進(jìn)給速... 

【文章來源】：表面技術(shù). 2017,46(09)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

表面粗糙度隨切削參數(shù)的變化曲線

·266·表面技術(shù)2017年9月表1切削參數(shù)Tab.1Cuttingparameters切削速度vc/(m·min1)進(jìn)給速度vf/(mm·min1)125100125300125500125700504001004001504002004002試驗(yàn)結(jié)果分析2.1切削參數(shù)對(duì)加工表面質(zhì)量的影響CFRP側(cè)銑切削參數(shù)與表面粗糙度之間的關(guān)系如圖1所示。當(dāng)切削速度vc從50m/min增大至100m/min時(shí)，三種刀具加工后的工件表面粗糙度均減��；當(dāng)切削速度vc從100m/min增大至150m/min時(shí)，金剛石涂層交錯(cuò)齒刀具加工后的工件表面粗糙度略微減小，其余兩種刀具加工后的工件表面粗糙度繼續(xù)增大，且增大的速度相差不大。當(dāng)切削速度vc從150m/min增大至200m/min時(shí)，無涂層多齒刀具加工后的工件表面粗糙度略微減小，其余兩種刀具加工后的工件表面粗糙度增大，且增大的速度也相差不大。當(dāng)進(jìn)給速度vf從100mm/min增大至700mm/min時(shí)，圖1表面粗糙度隨切削參數(shù)的變化曲線Fig.1Variationofsurfaceroughnesswithcuttingparameters:a)differentvc,b)differentvf三種刀具加工后的工件表面粗糙度呈現(xiàn)一直增大趨勢(shì)。而且，100～500mm/min時(shí)增加速度較緩，500～700mm/min時(shí)增加速度較快。圖2為不同切削參數(shù)下加工表面形貌的變化。對(duì)圖2表面形貌與切削參數(shù)之間的關(guān)系Fig.2Variationofsurfacemorphologywithcuttingparameters:a)differentvc,b)differentvf

生，宜采用較高的切削速度和較低的進(jìn)給速度。2.2刀具結(jié)構(gòu)對(duì)加工表面質(zhì)量的影響傳統(tǒng)刀具加工CFRP材料時(shí)存在刀具磨損嚴(yán)重、使用壽命短和加工表面質(zhì)量差等問題。結(jié)構(gòu)合理的新型刀具有助于減少CFRP銑削加工中的缺陷。從圖1可以發(fā)現(xiàn)，隨著切削速度和進(jìn)給速度的增大，無涂層多齒刀具加工后的工件表面粗糙度略大于涂層多齒刀具加工的工件，涂層多齒刀具加工后的工件表面粗糙度略大于涂層交錯(cuò)齒刀具加工的工件。因此，涂層交錯(cuò)齒刀具加工后的工件表面較光滑，這是交錯(cuò)齒刀具特殊的左旋刃和右旋刃共同作用的結(jié)果[12]。圖3為不同結(jié)構(gòu)刀具加工后的工件表面形貌。由圖3a可見，金剛石涂層交錯(cuò)齒刀具加工后的工件表面比較光整，缺陷少，尤其是分層缺陷較少[12]。但在圖3不同刀具加工后的表面形貌Fig.3Surfacemorphologyafterprocessingwithdiffererntcutter:a)staggeredtoothcutterwithdiamondcoatingb)mul-titoothcutterwithdiamondcoating工件中間位置，即被交錯(cuò)齒刀具左右旋刀齒交匯處加工的位置，出現(xiàn)了較嚴(yán)重的撕裂凹坑缺陷。圖3b所示的金剛石涂層多齒銑刀加工后的表面缺陷比較少，但分層缺陷多于交錯(cuò)齒刀具加工的表面，并且分層程度也相對(duì)較大。此外，金剛石涂層多齒刀具加工后的工件表面，凹坑缺陷分布較廣，但普遍小而淺。無涂層多齒刀具加工后的工件表面缺陷種類與金剛石涂層多齒刀具加工的表面相同，但缺陷數(shù)量和程度均多于涂層刀具加工的表面。交錯(cuò)齒刀具加工后的工件表面粗糙度雖然較小，但卻會(huì)在刀齒交錯(cuò)處出現(xiàn)撕裂凹坑，這種缺陷對(duì)材料性能有很大的潛在威脅。因此，在CFRP材料加工時(shí)，應(yīng)選用多齒銑刀和耐磨涂層銑刀，以抑制毛刺、撕裂和分層等缺陷的產(chǎn)生。2.3加工方法對(duì)加工表面質(zhì)量的影響為了解決傳統(tǒng)加工方法

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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