本文關(guān)鍵詞：玻纖復(fù)合材料槳葉試件超聲輔助加工技術(shù)研究

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【摘要】：隨著復(fù)合材料與金屬材料構(gòu)成的疊層構(gòu)件在航空航天領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,疊層構(gòu)件裝配中需要的大量鉚接與螺栓孔加工工藝研究受到越來越多的關(guān)注,由于復(fù)合材料與金屬材料在性能上的巨大差異,其高質(zhì)高效的加工技術(shù)成為制造領(lǐng)域公認(rèn)的難題之一。與國外的裝配制孔手段相比,目前國內(nèi)仍采用以手工為主,部分采用傳統(tǒng)的“鉆-擴-鉸”多工序加工手段,刀具磨損嚴(yán)重,加工質(zhì)量難以保證,其關(guān)鍵技術(shù)是在裝配制孔中在一道工序內(nèi)同時高質(zhì)、高效的加工兩種完全不同性質(zhì)的材料�，F(xiàn)有的技術(shù)手段嚴(yán)重制約了我國重點產(chǎn)品的研制進(jìn)度與量產(chǎn)能力,缺乏數(shù)字化加工設(shè)備與整體加工工藝。本文針對不同規(guī)格直升機玻纖復(fù)合材料(GFRP)槳葉試件中復(fù)合材料與金屬材料組成的疊層構(gòu)件為對象,開展了復(fù)合材料與金屬材料疊層構(gòu)件超聲輔助加工理論分析與試驗研究,在單板超聲輔助螺旋銑削制孔試驗的基礎(chǔ)上,提出了變參量超聲輔助螺旋銑削制孔方法,針對玻纖復(fù)合材料槳葉試件數(shù)字化加工開展了直升機槳葉超聲輔助數(shù)控加工裝置的研究與配套專用工裝夾具的設(shè)計,研究內(nèi)容和取得的階段成果如下：(1)針對GFRP材料銑削加工中易產(chǎn)生毛刺與撕裂等加工缺陷,開展了超聲輔助銑削加工工藝試驗研究,結(jié)果表明：銑削力隨著主軸轉(zhuǎn)速的升高而降低,隨進(jìn)給速度的升高而增加；與普通銑削加工后的銑削表面質(zhì)量進(jìn)行對比分析,產(chǎn)生的毛刺與撕裂現(xiàn)象明顯減少,加工質(zhì)量得到明顯改善；(2)分析了超聲輔助螺旋銑削制孔加工運動軌跡,并通過正交試驗優(yōu)化了40CrNiMoA金屬超聲輔助螺旋銑削制孔工藝參數(shù),孔壁質(zhì)量得到明顯改善,孔壁粗糙度達(dá)到Ra1.27μm;對短纖維填充復(fù)合材料采用超聲輔助螺旋銑削制孔方法進(jìn)行試驗研究,分析了在不同主軸轉(zhuǎn)速、公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速與螺距下切削力與制孔質(zhì)量的變化規(guī)律,分析了制孔加工中易產(chǎn)生的制孔缺陷等；(3)針對金屬材料／復(fù)合材料疊層材料加工需求,提出了變工藝參數(shù)超聲輔助螺旋銑削制孔方法,試驗結(jié)果表明：變參數(shù)超聲輔助螺旋銑削工藝可有效降低加工中的切削力,降低切削區(qū)域溫度,提高制孔表面質(zhì)量,實現(xiàn)了疊層材料構(gòu)件一體化高質(zhì)高效加工；(4)創(chuàng)新設(shè)計開發(fā)了用于直升機槳葉試件銑削與制孔加工的三軸聯(lián)動超聲輔助數(shù)控加工裝置,并對不同規(guī)格槳葉試件安裝定位夾具、裝置防護(hù)、吸塵系統(tǒng)、超聲振動系統(tǒng),變幅桿-刀具結(jié)構(gòu)一體化進(jìn)行了設(shè)計,為解決企業(yè)現(xiàn)有加工工藝存在的工序繁瑣、效率低、加工質(zhì)量不穩(wěn)定等難題提供了可行的工藝手段。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB33;TG659

【參考文獻(xiàn)】

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1 楊乃賓;;新一代大型客機復(fù)合材料結(jié)構(gòu)[J];航空學(xué)報;2008年03期

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1 王筱雪;精密閥套內(nèi)孔超聲研磨加工技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2013年

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本文編號：1295823