韩胜超
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陈燕
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徐九华
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傅玉灿
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周井文
复合材料学报
由于碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的层间结合强度较低,进行切削加工时在切削力的作用下容易出现分层和毛刺等质量缺陷.因此,通过对切削力的预测与控制可以有效提高加工质量.采用瞬时刚性力模型对多齿铣刀侧铣多层CFRP材料的加工过程进行铣削力建模与仿真,分析了多齿铣刀特有的几何结构对切削力的影响.试验中保持切削速度恒定,以不同进给速度分别对45°、0°、-45°和90°这4种典型纤维方向的单向CFRP进行侧铣加工,通过测得的切削力数据计算各自的铣削力系数.根据力学矢量叠加原理得到了多向CFRP铣削力系数的简化计算表达式,最后将计算结果代入铣削力模型得到了各时刻的铣削力仿真值.在同样的试验条件下对该多向CFRP进行侧铣加工验证试验,试验结果表明:该模型能较好地预测铣削力,最大相对误差小于9％,平均相对误差小于5％,可为铣削参数优化和刀具结构优化提供理论基础.
关键词:
CFRP
,
多齿铣刀
,
瞬时刚性力模型
,
铣削力仿真
,
纤维方向
周井文
,
陈燕
,
傅玉灿
,
徐九华
,
胡安东
,
刘思齐
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20140603.002
采用金刚石涂层硬质合金铣刀对0°、45°、90°、135°4种纤维方向的碳纤维增强复合材料(CFRP)进行了顺铣加工试验.通过对铣削力和加工表面形貌的对比,分析了纤维方向和每转进给量对加工表面质量的影响.结果表明:主切削力随着每转进给量的增大而增大,0°方向纤维受到的主切削力最大,90°方向纤维受到的主切削力最小;0°方向纤维表面破碎树脂与纤维的残留随着每转进给量的增大而增多,135°方向纤维表面树脂粘附逐渐减小;90°方向纤维表面会有大小不同的微坑,同时在样件上、下表面易产生分层缺陷,45°方向纤维表面多呈现沟槽或波浪形形貌.
关键词:
碳纤维增强复合材料
,
纤维方向
,
切削力
,
加工表面形貌
,
每转进给量
