PCD成型铣刀铣削CFRP的试验研究.pdf

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1、第5期组合机床与自动化加工技术No．52014年5月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueMay．2014文章编号：1001—2265(2014)05—0019—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．05．005PCD成型铣刀铣削CFRP的试验研究刘浩文，程寓，苏飞(南京理工大学机械工程学院，南京210094)摘要：碳纤维增强复合材料(CFRP)为难加工材料。通过改变加工工艺参数，使用PCD成型铣刀，研究碳纤维复合材料成型槽铣削时铣削力随铣削速度和

2、进给速度的变化关系，并分析铣削出口表面的加工缺陷及其与铣削速度的变化关系。试验结果表明，铣削力随铣削速度的升高而降低，随进给量的增大而减小；铣削出1：7表面主要缺陷为撕裂、毛刺和材料未切除等；其中低切削速度时主要缺陷为大面积撕裂，中等切削速度时主要缺陷为小面积撕裂及毛刺，高切削速度时为材料未切除。关键词：碳纤维增强复合材料；铣削力；表面缺陷；PCD刀具中图分类号：TH547；TG52文献标识码：ATheResearchonMillingFormingSlotofCFRPLIUHao—wen，CHENGYu，SUFei(SchoolofMe

3、chanicalEngineering，NanjingUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210094，China)Abstract：CFRPisatypicallyhardmachiningmateria1．nlispapermainlyfocusondiscussingtherelation-shipbetweenthecuttingforceandthecuttingparameter，analyzingtheexitsurfacequalityregardingthecut—tingsp

4、eedbyusingtheformingtoolofPCDwiththediferenttechnologicalparameters．Tlleresultshaveshownthatthecuttingforcewashighwitheitheralowcuttingspeedorahighfeedingspeed；thefaultoftheexitsurfacewasmainlydelamination，burrandnon—cuttingofmaterials；withalowcuttingspeed，themainlyflawof

5、exitsurfaceislargeareadelamination，withamoderatecuttingspeed，themainlyflawofexitsurfaceissmallareadelaminationandwithahighcuttingspeed，themainlyflawofexitsurfaceisnon—cut-tingofmaterials．Keywords：CFRP；cuttingForce，；surfaceflaw；PCDtools为预测CFRP材料的切削力提供参考；DeviKalla等0引言使用圆柱双刃

6、铣刀铣削多向铺层复合材料建立铣削力碳纤维增强复合材料(CFRP)具有良好的力学性预测模型_8；P．S．Sreejith等使用PCD刀具车削复合能、耐热性能、化学稳定性、电热传导性且密度低、耐摩材料得到加工温度、加工质量、切削力和工艺参数的关擦、耐腐蚀，被广泛应用于建筑、交通、化工，在国民经系。济中有着重要的地位。CFRP具有硬度高、强度大、大量碳纤维复合材料扇形棒料结构件需要在内孔导热性差、各向异性等特点，属于难加工材料，因此碳壁切削齿槽，如图1所示，而加工过程中会出现切削力纤维复合材料的加工引起了国内外的广泛关注。过大、刀具磨损过快和加

7、工出口表面质量差等问题。国内，陈孝光使用PCD圆柱铣刀铣削CFRP材料本文通过PCD成型铣刀对称铣削扇形棒料内圆弧表得到不同刀具角度、切削参数与切削力、表面缺陷的关面的齿槽来分析切削力与工艺参数的关系，出口表面系；邢光等建立正交试验使用金刚石刀具高速铣削质量与工艺参数的关系及刀具磨损，为后续研究提供CFRP材料，得出在高速切削条件下，宜采用小进给量参考。和切深，增加走刀次数来减少切削力的结论；王巍通1铣削试验过自主研发钎焊金刚石套料钻和钎焊金刚石磨边刀具使碳纤维复合材料的钻孔质量和切边加工质量提1．1试验准备高；YigitKarpat等根

8、据不同的纤维切削角和纤维试验材料为环氧树脂基碳纤维增强复合材料，平方向角建立了切削单向碳纤维复合材料的力学模型，收稿日期：2013—09—02；修回日期：2013—09—21作者简介：刘浩文(