本文關(guān)鍵詞：單向鋪層CFRP銑磨加工缺陷分析與控制，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：作為復(fù)合材料中應(yīng)用時(shí)間較早、應(yīng)用范圍最廣的復(fù)合材料之一,碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料(carbon fiber reinforced plastics,CFRP)目前在國防、航空航天領(lǐng)域正逐步推廣應(yīng)用,其具有比強(qiáng)度高、比模量大,抗疲勞、耐腐蝕等優(yōu)異性能。但由于復(fù)合材料具有各向異性、非均勻性等特性,在CFRP結(jié)構(gòu)件的成型加工過程中易出現(xiàn)加工表面質(zhì)量差、刀具耐用度低等問題,同時(shí)還伴隨著分層、毛刺、崩邊、撕裂和樹脂涂覆等加工缺陷。有鑒于此,本文從不同工件傾角CFRP層合板在銑削加工過程中出現(xiàn)的諸多形式缺陷出發(fā),建立不同形式分層模型及在加工過程中的切削力、加工表面形貌和加工缺陷隨工藝參數(shù)、材料結(jié)構(gòu)等的變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上引入CFRP層合板銑磨加工工藝,提出不同形式分層缺陷控制方案和加工表面質(zhì)量評價(jià)方式。建立包括毛刺和崩邊等加工缺陷的理論模型和計(jì)算方法,揭示纖維去除機(jī)制和加工缺陷形成、變化規(guī)律。研究成果對于抑制CFRP加工缺陷、改善加工工藝具有重要理論意義和實(shí)際價(jià)值。本文完成的主要工作如下:(1)CFRP加工表層分層缺陷研究。基于CFRP加工出現(xiàn)的諸多分層缺陷,按照其形式進(jìn)行系統(tǒng)分類,并對不同的分層缺陷建立碳纖維(束)的彎曲/斷裂力學(xué)模型,解釋不同分層缺陷的變化規(guī)律及產(chǎn)生機(jī)制。(2)變工件傾角CFRP銑削加工缺陷研究。主要面向變工件傾角CFRP層合板在側(cè)銑加工過程中易出現(xiàn)的諸多類型的分層缺陷,研究工件傾角、纖維鋪層方向和加工參數(shù)對分層缺陷的影響規(guī)律,并提出缺陷控制方法。在此基礎(chǔ)上建立變工件傾角CFRP銑削加工每齒去除材料模型,并解釋上述變量對切削力的影響規(guī)律。與此同時(shí)分析不同方向纖維加工表面形貌隨進(jìn)給速度的變化規(guī)律。(3)變工件傾角CFRP銑磨加工研究。主要對4種不同鋪層方式的CFRP層合板在不同工件傾角下進(jìn)行銑磨加工試驗(yàn),具體從工藝方面研究了加工參數(shù)(包括主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和工件傾角)對磨削力、加工表面形貌和表層缺陷形式的影響規(guī)律;從材料本身結(jié)構(gòu)方面研究了鋪層方式、表層纖維方向分別對磨削力、加工表面形貌的影響規(guī)律;在此基礎(chǔ)上對比分析了銑削加工與銑磨加工在磨削力、加工表面形貌和表層缺陷形式的各自優(yōu)缺點(diǎn),提出了基于不同工藝的粗糙度評價(jià)方式;最后引入纖維切削角的概念,從運(yùn)動學(xué)和力學(xué)角度解釋了不同缺陷形式的產(chǎn)生機(jī)制和變化規(guī)律,并提出了每齒碳纖維切削長度的理論計(jì)算方法。
【關(guān)鍵詞】：碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料 銑削加工 銑磨加工 切削力 加工缺陷
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB332
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 注釋表13-15
• 第一章 緒論15-26
• 1.1 CFRP材料的發(fā)展現(xiàn)狀15-18
• 1.1.1 CFRP材料的分類及特點(diǎn)15-16
• 1.1.2 CFRP的應(yīng)用及發(fā)展16-18
• 1.2 CFRP機(jī)械加工研究現(xiàn)狀18-23
• 1.2.1 CFRP加工表面質(zhì)量及加工缺陷研究18-20
• 1.2.2 CFRP加工工藝技術(shù)研究20-21
• 1.2.3 CFRP加工刀具技術(shù)研究21-23
• 1.3 本課題的研究思路23-24
• 1.4 本課題擬開展的主要工作24-26
• 第二章CFRP加工表層分層缺陷研究26-39
• 2.1 試驗(yàn)條件與試驗(yàn)方法26-29
• 2.1.1 試驗(yàn)設(shè)備26-27
• 2.1.2 試驗(yàn)刀具及材料27-28
• 2.1.3 試驗(yàn)方案28-29
• 2.2 加工表層分層缺陷形式分類29
• 2.3 加工表層分層缺陷建模分析29-38
• 2.3.1 Ⅰ型分層建模分析29-34
• 2.3.2 Ⅱ型分層建模分析34-36
• 2.3.3 Ⅰ/Ⅱ型分層建模分析36-37
• 2.3.4 Ⅲ型分層建模分析37-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 第三章 變工件傾角CFRP側(cè)銑加工研究39-58
• 3.1 變工件傾角CFRP側(cè)銑加工銑削力分析39-42
• 3.1.1 不同工件坐標(biāo)系下銑削力的換算及每齒去除材料計(jì)算39-41
• 3.1.2 工件傾角對銑削力的影響41-42
• 3.1.3 鋪層方式對銑削力的影響42
• 3.2 變工件傾角CFRP側(cè)銑加工分層缺陷分析42-50
• 3.2.1 表層纖維方向及工件傾角對分層缺陷的影響44-46
• 3.2.2 加工參數(shù)對分層缺陷的影響46-50
• 3.3 進(jìn)給速度對CFRP側(cè)銑加工表面形貌影響分析50-56
• 3.4 本章小結(jié)56-58
• 第四章 變工件傾角CFRP銑磨加工研究58-78
• 4.1 試驗(yàn)條件與試驗(yàn)方案58-59
• 4.2 變工件傾角CFRP銑磨加工磨削力分析59-64
• 4.2.1 進(jìn)給速度對磨削力的影響59-60
• 4.2.2 主軸轉(zhuǎn)速對磨削力的影響60-61
• 4.2.3 工件傾角對磨削力的影響61-63
• 4.2.4 鋪層方式對磨削力的影響63-64
• 4.3 變工件傾角CFRP銑磨加工表面形貌及粗糙度分析64-68
• 4.3.1 工件傾角對加工表面形貌的影響64-65
• 4.3.2 加工參數(shù)對加工表面形貌的影響65-66
• 4.3.3 纖維方向?qū)庸け砻嫘蚊埠痛植诙鹊挠绊?/span>66-68
• 4.4 變工件傾角CFRP銑磨加工表層缺陷分析68-76
• 4.4.1 加工參數(shù)對表層缺陷的影響68-69
• 4.4.2 工件傾角對表層缺陷的影響69
• 4.4.3 纖維方向及纖維切削角對表層缺陷的影響69-76
• 4.5 本章小結(jié)76-78
• 第五章 總結(jié)與展望78-81
• 5.1 總結(jié)78-79
• 5.2 展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-86
• 致謝86-87
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文87

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  本文關(guān)鍵詞：單向鋪層CFRP銑磨加工缺陷分析與控制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：381804