采用右旋切削刃銑刀加工碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料（CFRP）時,纖維層受單向軸向力作用而易產(chǎn)生分層、毛刺等損傷,采用左右旋切削刃共存的多刃微齒銑刀對纖維層施加雙向軸向力能有效抑制損傷,但如何保證每層纖維都受到左右旋切削刃的切削作用成為抑制損傷的關(guān)鍵。以多刃微齒銑刀為研究對象,通過設(shè)計(jì)不同的分屑槽螺旋角,獲得左旋切削刃切削面積連續(xù)、重疊及未連續(xù)三種類型的銑刀。通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn):切削面積連續(xù)時,CFRP加工表面有少量毛刺及翻邊;切削面積重疊時,CFRP加工表面無毛刺及撕裂損傷,效果最好;切削面積未連續(xù)時,加工表面有大量毛刺和撕裂損傷;此外,表面粗糙度值會隨著分屑槽螺旋角的增大而增大。 

【文章來源】：中國機(jī)械工程. 2020,31(08)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

多刃微齒銑刀及微齒

在高速銑削過程中,采用單一右旋切削刃銑削CFRP(圖2a)時,由于上表層纖維受到約束較小,在向上的軸向力F1的作用下極易引發(fā)毛刺、撕裂損傷;采用多刃微齒銑刀(圖2b)時,CFRP的表層纖維不僅受到右旋切削刃向上的軸向力F2,還受到左旋切削刃向下的軸向力F3,在這種類似于“剪刀”式雙向軸向力的切削下,纖維易于被去除而降低損傷產(chǎn)生幾率[11-12]。綜上,為明晰左旋切削刃對加工質(zhì)量的影響機(jī)制,優(yōu)選合理的左旋分屑槽螺旋角度,本文對左旋切削刃的作用范圍及切削連續(xù)性進(jìn)行研究。為了表征左旋切削刃的切削作用范圍大小,引入“左旋切削刃切削面積”這一定義。如圖3所示,實(shí)線OP表示右旋切削刃,實(shí)線PQ表示左旋切削刃。表征微齒的參數(shù)主要有:微齒后刀面寬度U,微齒右旋切削刃長度A,左旋切削刃長度L,左旋分屑槽螺旋角β,右旋切削刃螺旋角θ。本文定義右旋切削刃走過一個齒間弧長C時形成的面積為左旋切削刃切削面積S。

為了表征左旋切削刃的切削作用范圍大小,引入“左旋切削刃切削面積”這一定義。如圖3所示,實(shí)線OP表示右旋切削刃,實(shí)線PQ表示左旋切削刃。表征微齒的參數(shù)主要有:微齒后刀面寬度U,微齒右旋切削刃長度A,左旋切削刃長度L,左旋分屑槽螺旋角β,右旋切削刃螺旋角θ。本文定義右旋切削刃走過一個齒間弧長C時形成的面積為左旋切削刃切削面積S。各參數(shù)間的關(guān)系如下:

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]新型銑刀銑削碳纖維復(fù)合材料毛刺抑制機(jī)理[J]. 楊小璠,黃宗明,李友生,李凌祥,沈志煌.  哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(05)
[2]碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料銑削和鉆孔技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 單晨偉,呂曉波.  航空制造技術(shù). 2016(15)
[3]菱齒立銑刀銑削碳纖維復(fù)合材料的切削性能研究[J]. 鄢國洪.  金屬加工(冷加工). 2015(11)
[4]復(fù)合材料在新一代大型民用飛機(jī)中的應(yīng)用[J]. 馬立敏,張嘉振,岳廣全,劉建光,薛佳.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2015(02)
[5]多齒銑刀側(cè)銑加工多層CFRP銑削力的建模與仿真[J]. 韓勝超,陳燕,徐九華,傅玉燦,周井文.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2014(05)
[6]纖維方向?qū)?fù)合材料加工質(zhì)量影響的試驗(yàn)研究[J]. 張秀麗,謝朝暉,張恒.  中國機(jī)械工程. 2009(21)



本文編號：3609761