碳纖維復(fù)合材料（CFRP）、鈦合金（Ti）具有優(yōu)越的理化性能,在航空制造領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用。CFRP/Ti復(fù)合結(jié)構(gòu)通常用于飛機主承力部位,并采用螺接、鉚接等機械連接,其制孔精度和品質(zhì)直接影響飛機部件的連接強度和疲勞壽命。然而,CFRP呈各向異性、層間強度低,鈥合金硬度高、導(dǎo)熱性差、化學親和性強,兩者截然不同的材料特性使得CFRP/Ti復(fù)合結(jié)構(gòu)的高效精密制孔技術(shù)成為當前航空工業(yè)亟待解決的難題。螺旋銑孔技術(shù)是近年來提出用于解決典型航空難加工材料制孔問題的有效途徑。本文針對浙江大學自主研制的新型螺旋銑孔系統(tǒng),從分析CFRP/Ti復(fù)合結(jié)構(gòu)螺旋銑孔切削機理入手,建立三維切削力模型,并結(jié)合切削試驗,對該系統(tǒng)的孔徑自動控制、刀具變形補償、疊層界面識別等關(guān)鍵控制技術(shù)展開研究。主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點如下:首先根據(jù)螺旋銑孔切削機理分析切削參數(shù)、刀具幾何形狀與未變形切屑的關(guān)系,綜合考慮刀具底刃、側(cè)刃對被加工材料的切削作用,采用瞬時剛性力模型和整體刀具離散化方法,建立螺旋銑孔三維切削力模型。對CFRP、鈦合金分別進行螺旋銑孔切削試驗,采用平均切削力方法辨識模型系數(shù),并驗證不同切削參數(shù)下螺旋銑孔切削力模型的... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

波音787機體結(jié)構(gòu)各材料重量百分比[33]

浙江大學博±學位論文?第１章緒論??料鉛和鋼被逐漸取代。如圖１．２所示，這兩種材料的廣泛使用必然導(dǎo)致飛機制造??和裝配過程中ＣＦＲＰ構(gòu)件與鐵合金構(gòu)件相互重疊，需要通過機械連接方式實現(xiàn)緊??密可靠裝配，耍求加工大量的高質(zhì)量連接孔，而在部分實際應(yīng)用中ＣＦＲＰ和鐵合??金構(gòu)件么間添加了牠合劑，起到加強連接、密封等作用。由于航空工業(yè)對飛機裝??配連接質(zhì)量具有嚴格要求，ＣＦＲＰ／Ｔｉ復(fù)合結(jié)構(gòu)一體化制孔問題一直是航空制造領(lǐng)??域的重點研究巧容之一。??

ＣＦＲＰ的材料結(jié)構(gòu)決定了它的切削機理與傳統(tǒng)金屬材料有著本質(zhì)區(qū)別，表現(xiàn)??出獨特的切屑形成方式和切屑形態(tài)。由于碳纖維絲的強度遠大于樹脂基體，對??ＣＦＲＰ巧削可簡單地看作只對碳纖維進行切削，而忽略樹脂基體的影響。因此，??ＣＦＲＰ的切削過程可認為由一系、列胳性斷裂組成，與其他脆性材料切削機理類似，??但須考慮其各項異性持點。如圍１．４所示，根據(jù)切削刃進給方向與碳奸維鋪放方??向所成角度，切屑形成方式可大致分為３類［１２１；層狀剝離型、擠壓切斷型和彎曲??巧斷型。脆性斷裂的材料去除方式?jīng)Q定了其巧眉主要呈粉末狀Ｐ６’３７ｌ。而碳絳維絲??的雜脆性和高研磨性導(dǎo)致ＣＦＲＰ加工過程中刀具易于產(chǎn)生磨粒磨損，切削刃易產(chǎn)??生邊緣破損而變＂銷。Ｐｓ’ｗｉ。??Ｉ切削方向＼刀具?Ｉ切削方向＼?刀具?切削方向＼?刀具??


本文編號：3035959