CFRP曲面铣削力及加工缺陷研究

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1、第46卷第5期2014年10月南京航JournalofNanjing空航天大学学报UniversityofAeronautics&AstronauticsCFRP曲面铣削力及加工缺陷研究陈雪梅1陈清良1周井文2陈燕2傅玉灿2(1．成都飞机工业(集团)公司，成都，610091；2．南京航空航天大学机电学院，南京，210016)V01．46No．50ct．2014摘要：碳纤维增强复合材料(Carbonfiberreinforcedpolymer，CFRP)曲面结构不断变化的工件倾角使得在加工过程中易产生分层、毛刺等缺陷。为研究工件倾

2、角对CFRP曲面结构可加工性的影响规律，采用金刚石涂层铣刀对不同倾角下CI础叠层平板结构进行顺铣加工试验，对不同坐标系下的铣削力和加工侧面、表面缺陷进行了研究。研究结果表明，随工件倾角的增大，水平方向上每齿所切材料平均厚度与截面积均减小，等效轴向切深逐渐增大，但是每齿去除材料体积保持不变。机床坐标系下的铣削力几乎不随工件倾角的变化而变化。而在工件坐标系下，铣削力沿工件厚度方向逐渐增大，沿工件长度方向逐渐减小。同时随着工件倾角的增大，侧面表层分层缺陷不断加重，纤维束发生弯曲，裂纹沿纤维方向逐渐扩展至表层内部，加工表面遭受破坏铺层数

3、量也同样增加。关键词：碳纤维增强复合材料；加工缺陷；分层；铣削力；工件倾角中图分类号：TB332；TGl56文献标志码：A文章编号：1005—2615(2014)05—0694—07StudyonMillingForceandMachiningDefectsDuringTrimmingCFRPCurvedSurfaceStructuresChenXuerneil，ChenQinglian91，ZhouJingwen2，ChenYan2，FuYucan2(1．ChengduAircraftIndustrial(Group)Comp

4、any，Chengdu，610091，China；2．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Thecontinuousvariationofworkpieceinclinedangleofcarbonfiberreinforcedpolymer(CFRP)curvedsurfacestructurescouldresultinmach

5、iningdefectssuchasburrsanddelamination．InordertoinvestigatetheinfluenceofworkpieceinclinedangleonthemachinabilityofCFRPcurvedsur—facestructures，downmillingisconductedonCFRPlaminateswithvariousinclinedanglesbyusingadi—amond—coatedcementedcarbidet001．Themillingforcesin

6、differentcoordinatesystemsandmachiningsurfacedeficiencyarestudied．Theresultsshowthatthesectionalareaandaveragecuttingthicknessbvpretoothdecrease，andequivalentdepthofcutincreaseswiththeincreaseofworkpieceinclinedangle．Howeverthevolumeofmaterialtoberemovedbypretoothalw

7、ayskeepsconstant．Themillingforcesinmachinecoordinatesystemalsokeepconstant，whilethemillingforcesinworkpiececoordinatesys—temincreasealongthedirectionofworkpiecethicknessanddecreasealongthedirectionofworkpiecelength．Thedefectsofworkpieceprofileandfinishedsurfacegetsev

8、erewiththeincreaseofworkpieceinclinedangle．Thefiberbundleswillbendinsteadofruptureandcrackgrowsintotheworkpiecealongthefiberdirecti