碳纖維復(fù)合材料（carbon fiber reinforced plastics,CFRP）是一種比強(qiáng)度高、比模量大,抗疲勞、耐腐蝕,綜合性能優(yōu)異的先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料,但其具有各向異性、非均質(zhì)性、高硬脆性以及低散熱性等特點(diǎn),尤其在開(kāi)槽過(guò)程中易出現(xiàn)毛刺等損傷和嚴(yán)重的刀具磨損。CFRP/Ti疊層構(gòu)件通過(guò)兩種材料在性能上的協(xié)同作用,可獲得優(yōu)越的綜合性能,其在飛機(jī)結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。由于兩種材料性能差異大,在銑削加工中的加工表面質(zhì)量難以保證,刀具磨損嚴(yán)重,耐用度低。單元刃立銑刀通過(guò)斷屑槽結(jié)構(gòu)提高了切削過(guò)程中的排屑性能和散熱性,能夠有效地抑制纖維缺陷并降低切削鈦合金所產(chǎn)生的溫度對(duì)表面質(zhì)量的影響,本文采用單元刃立銑刀對(duì)CFRP單層板和CFRP/Ti疊層材料進(jìn)行了切削試驗(yàn)研究,研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面。首先,根據(jù)CFRP和鈦合金的材料性能,從抑制纖維缺陷和降低切削溫度的等方面對(duì)單元刃立銑刀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。同時(shí)分別設(shè)計(jì)了單元刃銑刀槽銑CFRP單層板和側(cè)銑加工CFRP/Ti疊層材料試驗(yàn)方案,并提出了加工樣件制作和檢測(cè)的方法。其次,研究了CFRP槽銑過(guò)程中刀具磨損的演變過(guò)程,發(fā)現(xiàn)單元刃涂層立銑刀的磨損經(jīng)歷... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

CFRP的實(shí)際應(yīng)用

實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的最有效的方式就是在制造的過(guò)程中使用強(qiáng)度高的輕質(zhì)材料，隨著汽車行業(yè)的迅速發(fā)展，全球汽車的用鈦量在逐年增長(zhǎng)。我國(guó)在船舶及海洋工程方面對(duì)鈦合金的應(yīng)用比較廣泛，目前已經(jīng)形成了性能優(yōu)良、種類繁多、牌號(hào)和規(guī)格較為齊全的海洋用鈦合金體系。由于鈦合金質(zhì)輕強(qiáng)度高的特點(diǎn)，其在生活方面也具有十分廣泛的應(yīng)用，尤其在體育用品領(lǐng)域，如常見(jiàn)的自行車架，網(wǎng)球拍以及高爾夫球頭等體育用品，如圖 1-2 所示。綜上，對(duì)鈦合金的切削過(guò)程和材料去除機(jī)理進(jìn)行深入的研究至關(guān)重要，通過(guò)合理的加工工藝方案設(shè)計(jì)提高零部件加工的表面完整性和疲勞性能，這對(duì)于航空航天工業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。a) 航空航天領(lǐng)域 b) 汽車行業(yè)

第2章 CFRP/Ti 疊層材料側(cè)銑和 CFRP 單層材料槽銑試驗(yàn)規(guī)劃本章結(jié)合鈦合金和碳纖維的材料特性，從抑制工件材料缺陷，提高刀具耐用度為出發(fā)點(diǎn)，開(kāi)展了碳纖維復(fù)合材料切削用單元刃立銑刀設(shè)計(jì)研究，對(duì)CFRP 單層板槽銑和 CFRP/Ti 疊層材料側(cè)銑進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中包括刀具磨損、加工表面質(zhì)量和切削力試驗(yàn)，并進(jìn)行 CFRP 單層板樣件制備以及表面質(zhì)量檢測(cè)研究。2.1 CFRP/Ti 疊層材料側(cè)銑和 CFRP 單層材料槽銑試驗(yàn)條件2.1.1 刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析根據(jù)碳纖維復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為了提高其加工表面質(zhì)量，有效地抑制其在加工過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷，多種結(jié)構(gòu)和不同參數(shù)的立銑刀被設(shè)計(jì)用于高品質(zhì)銑削碳纖維復(fù)合材料，如圖 2-1 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鈦合金TC4側(cè)銑削刀具結(jié)構(gòu)優(yōu)化與刀具磨損研究[J]. 盧竹青,龍奕潭,豆衛(wèi)濤.  冶金與材料. 2018(05)
[2]高效銑削鈦合金涂層硬質(zhì)合金刀具優(yōu)選及磨損試驗(yàn)研究[J]. 韓變枝,劉公雨,陳明,明偉偉,安慶龍.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2018(08)
[3]碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料銑削加工中PCD刀具磨損研究[J]. 蘇飛,孫富建.  裝備制造技術(shù). 2018(07)
[4]碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料銑削加工表層損傷演化研究[J]. 周井文,潘華東,楊葉,楊斌,陳燕.  航空制造技術(shù). 2017(Z2)
[5]碳纖維行業(yè)將迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)[J]. 羅阿華.  中國(guó)石油和化工. 2016(10)
[6]碳纖維復(fù)合材料在船舶螺旋槳推進(jìn)器上的應(yīng)用研究[J]. 程航濤,戴高樂(lè),段曄鑫,張曉飛.  軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品. 2015(07)
[7]碳纖維形貌結(jié)構(gòu)對(duì)其電化學(xué)氧化行為及其復(fù)合材料界面性能的影響[J]. 李昭銳,張東,徐樑華,孫玉山,徐鳴風(fēng).  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2015(04)
[8]PCD成型銑刀銑削CFRP的試驗(yàn)研究[J]. 劉浩文,程寓,蘇飛.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2014(05)
[9]碳纖維復(fù)合材料切削過(guò)程的有限元模擬[J]. 熊威龍,戴斌煜,商景利,王薇薇.  兵器材料科學(xué)與工程. 2014(01)
[10]纖維方向?qū)μ祭w維復(fù)合材料加工性能的影響[J]. 龔佑宏,韓舒,楊霓虹,韓勝超.  航空制造技術(shù). 2013(Z2)

碩士論文
[1]碳纖維廢絲增強(qiáng)PBT復(fù)合材料性能研究[D]. 陳勇.北京化工大學(xué) 2013
[2]艙段用碳纖維/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料及其整體成型工藝[D]. 王東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010



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