本文關(guān)鍵詞：超聲振動(dòng)輔助銑磨CFRP試驗(yàn)研究

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【摘要】：碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics,CFRP)具有較高的比強(qiáng)度、比剛度、比模量等特性,也是由于此類特性,其在航空、航天、汽車制造等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,雖然此類材料在制造過(guò)程中采用了凈近成型技術(shù),但在裝配、使用過(guò)程中,各部件之間仍需進(jìn)行相應(yīng)的配合,因此仍需對(duì)部件進(jìn)行二次機(jī)加工。但由于CFRP材料本身具有的高硬度、各向異性、非均勻、散熱性差等特點(diǎn),使其在傳統(tǒng)機(jī)加工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)毛刺、撕裂、分層之類的缺陷,且在二次機(jī)加工時(shí)刀具會(huì)出現(xiàn)磨損嚴(yán)重的問(wèn)題;超聲振動(dòng)輔助銑磨加工(Ultrasonic Vibration Assisted Grinding,UAG)是一種新興的復(fù)合加工方式,它既有超聲加工加工質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn),又能像銑磨加工一樣保證較高的加工效率,而且能夠較好的延長(zhǎng)刀具壽命。有鑒于此,本文將UAG加工應(yīng)用于CFRP加工中,利用自制的單層有序釬焊金剛石銑磨刀具對(duì)CFRP層合板和單向板進(jìn)行相應(yīng)的側(cè)銑加工技術(shù)研究,并與銑磨加工(Conventional Grinding,CG)CFRP進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)分析,分析UAG加工相較于CG加工的優(yōu)勢(shì),通過(guò)相應(yīng)的理論分析對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行解釋說(shuō)明,對(duì)兩種加工方式下的刀具磨損進(jìn)行了相應(yīng)的磨損試驗(yàn)研究,為后續(xù)UAG加工CFRP試驗(yàn)提供依據(jù)。本文完成的主要工作如下:(1)對(duì)UAG加工使用的單層有序釬焊金剛石銑磨刀具基體材料進(jìn)行篩選確定,對(duì)刀具與超聲系統(tǒng)匹配性進(jìn)行ANSYS模態(tài)和諧響應(yīng)分析,并進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)驗(yàn)證;對(duì)本文所使用的真空爐釬焊技術(shù)的釬焊工藝進(jìn)行簡(jiǎn)略的介紹,并使用真空爐釬焊制備出試驗(yàn)所需的銑磨刀具。(2)研究UAG對(duì)CFRP切削力和表面質(zhì)量的影響,使用自制的銑磨刀具對(duì)CFRP層合板進(jìn)行UAG加工,對(duì)切削力隨每齒進(jìn)給量fz和徑向切深ae的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析,對(duì)比分析了UAG與CG兩種加工方式在切削力和加工工件表面質(zhì)量?jī)煞矫娴牟町?使用UAG的加工方式對(duì)CFRP單向板進(jìn)行相應(yīng)的側(cè)銑加工試驗(yàn),研究振幅A與頻率f對(duì)切削力和加工質(zhì)量的影響,分析了振幅與頻率的乘積對(duì)加工質(zhì)量的影響的主次順序;對(duì)比分析了相同參數(shù)下,不同纖維方向CFRP板材切削力的差異。(3)通過(guò)正交試驗(yàn)對(duì)UAG加工試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選,對(duì)UAG與CG兩種加工方式下刀具的磨損進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)研究,從切削力、切削力比、刀具磨損量和磨損形態(tài)四方面對(duì)兩種加工方式下刀具磨損進(jìn)行分析,為后續(xù)試驗(yàn)提供依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG65

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本文編號(hào)：1148491