為了研究CFRP/鈦合金疊層構(gòu)件一體化制孔加工后的孔徑幾何精度變化規(guī)律及主要影響因素,在CFRP/鈦合金制孔基礎(chǔ)上,利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)孔徑幾何精度進(jìn)行檢測(cè),并分別對(duì)單個(gè)孔及系列孔的孔徑幾何精度進(jìn)行分析,得到孔徑幾何精度的變化規(guī)律及主要影響因素。結(jié)果表明:疊層材料制孔加工過程中材料加工性能的巨大差異,使加工至材料界面時(shí)產(chǎn)生的切削振動(dòng)較大,是影響CFRP與鈦合金孔徑幾何精度的主要因素,且對(duì)CFRP孔徑影響較大,對(duì)鈦合金孔徑影響較小。 

【文章來源】：工具技術(shù). 2017,51(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

CFＲP板與鈦合金板的孔徑測(cè)量位置

的疊層方式一致，采用復(fù)合材料在上、鈦合金在下的疊層結(jié)構(gòu)進(jìn)行一體化加工，即首先鉆削復(fù)合材料而后加工鈦合金。硬質(zhì)合金刀具直徑?6mm，主軸轉(zhuǎn)速1000r/min，進(jìn)給率25mm/min。鉆削加工后用�？怂箍等鴺�(biāo)測(cè)量?jī)x對(duì)所加工孔徑進(jìn)行檢測(cè)(總加工孔數(shù)為84個(gè))，并對(duì)每個(gè)孔的不同位置進(jìn)行檢測(cè)以得到較準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。對(duì)CFＲP板加工孔的孔徑進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，測(cè)量位置見圖1a，a、b、c分別距離上表面1mm、2．5mm、4mm。對(duì)鈦合金板加工孔的孔徑進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，測(cè)量位置見圖1b，d、e分別距離上表面1mm、2mm。孔徑測(cè)量的檢測(cè)過程見圖2。(a)CFＲP(b)鈦合金圖1CFＲP板與鈦合金板的孔徑測(cè)量位置圖2檢測(cè)過程3試驗(yàn)結(jié)果與分析3.1CFＲP制孔孔徑分析CFＲP板不同孔的孔徑檢測(cè)結(jié)果如圖3所示(其中第一層為位置a處，第二層為位置b處，第三層為位置c處)。圖4為不同測(cè)量位置處的CFＲP孔徑平均值�？梢钥闯�，隨著加工孔數(shù)的增加，所加工孔孔徑出現(xiàn)較小的增大趨勢(shì)，且靠近制孔出口處孔徑相對(duì)較大。不同測(cè)量位置處的CFＲP孔徑平均值及方差值如表1所示�？讖阶兓姆讲钪当砻鳎拷隹谔�，孔徑值較大，而且孔徑值波動(dòng)也較大。圖3CFＲP不同孔的孔徑值變化曲線圖4不同測(cè)量位置處的CFＲP孔徑平均值表1不同測(cè)量位置處的CFＲP孔徑平均值及方差值測(cè)量位置平均值方差值第一層6．02850．0121第二層6．03380．0127第三層6．06500．0201隨著加工孔數(shù)的增加，刀具磨損逐漸嚴(yán)重，導(dǎo)致加工孔孔徑逐漸減校在疊層材料加工過程中，隨孔數(shù)的增加孔徑逐漸增大，這是由于隨著加工過程的進(jìn)行，加工刀具出現(xiàn)磨損情況。刀具磨損后，刀具徑向振動(dòng)增大，尤其是當(dāng)加工至復(fù)合材料與鈦合金界面處時(shí)，因材料性能的急劇改變產(chǎn)生的切削振動(dòng)更為嚴(yán)重。切削刃處刀具的振動(dòng)導(dǎo)致孔?

、2mm�？讖綔y(cè)量的檢測(cè)過程見圖2。(a)CFＲP(b)鈦合金圖1CFＲP板與鈦合金板的孔徑測(cè)量位置圖2檢測(cè)過程3試驗(yàn)結(jié)果與分析3.1CFＲP制孔孔徑分析CFＲP板不同孔的孔徑檢測(cè)結(jié)果如圖3所示(其中第一層為位置a處，第二層為位置b處，第三層為位置c處)。圖4為不同測(cè)量位置處的CFＲP孔徑平均值�？梢钥闯�，隨著加工孔數(shù)的增加，所加工孔孔徑出現(xiàn)較小的增大趨勢(shì)，且靠近制孔出口處孔徑相對(duì)較大。不同測(cè)量位置處的CFＲP孔徑平均值及方差值如表1所示�？讖阶兓姆讲钪当砻鳎拷隹谔�，孔徑值較大，而且孔徑值波動(dòng)也較大。圖3CFＲP不同孔的孔徑值變化曲線圖4不同測(cè)量位置處的CFＲP孔徑平均值表1不同測(cè)量位置處的CFＲP孔徑平均值及方差值測(cè)量位置平均值方差值第一層6．02850．0121第二層6．03380．0127第三層6．06500．0201隨著加工孔數(shù)的增加，刀具磨損逐漸嚴(yán)重，導(dǎo)致加工孔孔徑逐漸減校在疊層材料加工過程中，隨孔數(shù)的增加孔徑逐漸增大，這是由于隨著加工過程的進(jìn)行，加工刀具出現(xiàn)磨損情況。刀具磨損后，刀具徑向振動(dòng)增大，尤其是當(dāng)加工至復(fù)合材料與鈦合金界面處時(shí)，因材料性能的急劇改變產(chǎn)生的切削振動(dòng)更為嚴(yán)重。切削刃處刀具的振動(dòng)導(dǎo)致孔徑的變化，且距離切削刃距離越近振動(dòng)幅度越大，刀具螺旋刃對(duì)復(fù)合材料孔壁進(jìn)行了再次切削加工，加工后的孔即為上窄下寬的錐形孔，且整體孔徑逐漸增大。3.2鈦合金制孔孔徑分析鈦合金板不同孔的孔徑檢測(cè)結(jié)果見圖5(其中第一層為位置d處，第二層為位置e處)。圖6為不同測(cè)量位置處的鈦合金孔徑平均值。不同測(cè)量位置處的鈦合金板孔徑平均值及方差值見表2。從不同加工孔數(shù)孔徑的變化趨勢(shì)可見，隨著加工孔數(shù)的增加，加工孔孔徑的波動(dòng)較校鈦合金板不同測(cè)量位置處的孔徑平均值及方差值表明:靠近鈦?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]碳纖維復(fù)合材料與鈦合金結(jié)構(gòu)制孔工藝研究[J]. 于曉江,曹增強(qiáng),蔣紅宇,龔佑宏.  航空制造技術(shù). 2011(03)
[2]從A350XWB看大型客機(jī)的選材方向[J]. 陳亞莉.  航空制造技術(shù). 2009(12)



本文編號(hào)：2972854