高速钻削碳纤维复合材料加工参数对入口分层的影响研究.pdf

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1、试验研究现代制造工程(ModemM锄u丘Ict嘶ngEn舀neering)2015年第2期高速钻削碳纤维复合材料加工参数对入口分层的影响研究+林伟，涂俊翔(福州大学机械工程及自动化学院，福州350116)摘要：高速切削技术一直以来都是提高生产效率和节约成本的关键技术。碳纤维复合材料以其耐磨性、耐腐蚀性等一系列优点倍受人们的青睐。研究了碳纤维复合材料在高速钻削过程中切削速度、进给速度和钻头刀尖角对钻削入口分层的影响；利用三水平的全因子分析法进行钻削试验，同时将得到的分层因子建立二元非线性回归模型，并进行方差分析和响应面分析。研究结果表明：分层对进给速度的敏感性更强；随着切削速度

2、的提高，分层因子逐渐减小；小的刀尖角更有助于获得好的加工孔质量。所构造回归模型的预测结果与试验结果基本一致，表明该模型可以有效地预测钻削表面的分层状况。关键词：碳纤维复合材料；高速钻削；孔入口分层；方差分析中图分类号：THl6文献标志码：A文章编号：167l-3133(2015)02—0012—06Effectofprocesspar锄etersoneIltrancedelaminationinlligh·speeddriUingofCFlUPmaterialsLinWei，TuJull)【iang(CollegeofMechanicalEngineeringandAutom

3、ation，FuzhouUniversity，Fuzhou350116，China)A1'sI瑚碰：Hi曲一speedmachiningi8acknowledgedtobe∞eofmekeym粕ufacturingtechnolo舀estoensurethehigllproductivity卸dsavecost．CarbonFiberRei山rcedPl船如(CFRP)materialshaveaseriesofadv粕tagessuchascormsionresist删e明dare试delyusedinindustries．ne如ctsofcuttingspeed，feed

4、mte锄dt00lgeometryonentr锄cedelaIIlinalionduringhiglIspeed拙UingofCFRP眦terialsarepresented．ne拍uingexperimentswerepe面珊edbasedonfuUfactorialdesignofexperimentswitlltIlreelevelsdefinedforeachoftlIepmcessp猢ete璐．Thedata“delaIIlinationf孔torareempiricallyrelatedtopmcesspa-r锄ete鸺bydevel叩ingasecondorde

5、rnonline盯reg陀ssionmodelb船edonAnalysisofVariance(ANOVA)锄dResponseSu血ceMetllodolog)r(RSM)．Theinvestigationsshowedthatdel啪inationismoresensitivetothefeedrate，del跏inationdecre聃eswithincreaseincuttillgspeed，andsmaUertoolapexandehelpstogetk舭erqualit)，ofrnachinedhole．Theregressionrllodeltop商icttlI

6、edelarIlination‰torisco璐istentwithtlleexperi眦ntal麟lllts，粕ditc锄硪bctivelyp砌ctt}Ieen咖cedelaIIlinati∞ch锄ges．Keywords：c曲onfiberreinforcedpl踮ticsmaterials；higlIspeeddrilling；entr锄cedel砌ination；ANOVAO引言复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，用物理和化学方法经人工复合而成的具有新性能的材料，它通常是由增强材料(如玻璃纤维、碳纤维等)和基体材料(如树脂基、金属基等)经过一定的成型加工方法制成

7、¨J。碳纤维复合(CarbonFiberReinforcedPl鹪tic，CFRP)材料作为一种先进的复合材料，由于其具有轻质、比强度和比模量高以及抗疲劳性能好等一系列的优点，因而被广泛应用于航空航天、汽车和体育用品等领域。随着碳纤维增强复合材料应用日益广泛，人们对cFRP影部件装配提出了更高的要求。钻削加工是碳纤维复合材料最主要的切削加工形式之一，约占总切削加工量的一半以上心J，但是由于材料本身具有层间强度低、各向异性、硬度高和脆性大等特点，造成了碳纤维复合材料机械加工性能较差，钻削时极易产生表面分层