石英增強(qiáng)聚酰亞胺樹(shù)脂基復(fù)合材料是一種非均勻的各向異性材料,其加工性能高度依賴于纖維鋪層方向與加工進(jìn)給方向所成角度,即纖維方向角。本文通過(guò)一系列不同纖維方向角的干切削和超低溫冷卻銑削實(shí)驗(yàn),研究了纖維方向角對(duì)表面形貌、表面粗糙度、銑削力及刀具磨損的影響。結(jié)果表明:不同纖維方向角,剪應(yīng)力形式不同,切削斷屑形式也不同。纖維方向角為銳角時(shí)銑削表面質(zhì)量均良好,但當(dāng)纖維方向角增大到90°時(shí),切削表面質(zhì)量下降,切削力變化幅度增大。相同銑削時(shí)間內(nèi),在干切削工況下,刀具磨損嚴(yán)重,涂層脫落面積約為測(cè)量面積的70%;而在低溫切削工況下,涂層未遭到嚴(yán)重破壞,刀具仍處于穩(wěn)定磨損階段,刀具耐用度優(yōu)于干切削工況。

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【部分圖文】：

圖1不同纖維方向角干切削表面形貌

在低溫銑削工況下，當(dāng)纖維方向角為銳角時(shí)[圖2(a)～(c）]時(shí)，加工表面形貌較平整，形貌變化較穩(wěn)定。這是由于大部分纖維斷裂方式為切削斷裂，而不是拉斷斷裂，抑制了切削面起毛現(xiàn)象。圖2不同纖維方向角超低溫冷卻切削表面形貌

圖2不同纖維方向角超低溫冷卻切削表面形貌

圖1不同纖維方向角干切削表面形貌當(dāng)纖維方向角為90°時(shí)，表面開(kāi)始變得不平整[圖2(d）]，當(dāng)纖維方向角進(jìn)一步加大（120°），加工表面有明顯刀具旋痕殘留[圖2(e）]，可知纖維方向角為鈍角時(shí)，刀具出現(xiàn)強(qiáng)烈切削振動(dòng)，切削區(qū)切削不充分，留下刀具旋痕；當(dāng)纖維方向角為150°時(shí)[圖2(....

圖3纖維方向角對(duì)粗糙度的影響

表面粗糙度變化如圖3所示（主軸轉(zhuǎn)速：1120r/min，切削深度1.0mm），當(dāng)θ<90°時(shí)，兩種加工方式下的表面粗糙度變化較�。辉讦�=90°時(shí)，都有明顯的粗糙度值增大現(xiàn)象；尤其在θ=120°時(shí)，粗糙度值增大到1.58和2.89μm，較銳角切削增大了接近100%和130%；在....

圖4纖維方向角對(duì)切削力的影響

切削力如圖4所示，在相同切深時(shí)，超低溫冷卻銑削力較干切削都有所增大，主要與超低溫下復(fù)合材料力學(xué)性能升高有關(guān)，去除材料需要更大的切削力。同時(shí)可知當(dāng)纖維方向角為銳角時(shí)，不同切深下的超低溫冷卻銑削力變化都很平緩。當(dāng)鈍角大切深切削時(shí)，銑削力出現(xiàn)波動(dòng)變化，尤其干切削時(shí)變化較為明顯。不同的θ....

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