CFRP圆管表层纤维铺向对钻削质量的影响研究

简介

由碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)制成的圆管在钻削加工时,圆管表面与刀具相交形成相贯线形式孔边缘轮廓,随着刀具切削刃旋转至轮廓较低点过程中被切削材料的减少,切削刃外缘处从材料中切出,纤维在切削速度方向上为无未切削材料支撑的弱约束状态;随着切削刃旋转至较高点过程中被切削材料的增多,切削刃外缘处又切入材料,切削厚度的增加将带来更大的切削力,纤维与树脂基体之间更易开裂。文中对CFRP圆管钻削过程中切削刃切入、切出过程进行分析,得到其对入口、出口损伤的影响规律,通过实验分析了钻削具有不同表层铺层方向的CFRP圆管中切入、切出过程对入口、出口损伤的影响程度。结果表明,在钻削入口处曲面特征下切削刃切入、切出不同纤维铺向条件下的纤维时,产生损伤的角度范围与损伤面积均会增加,与切出过程相比,切入过程会造成更严重的毛刺、撕裂损伤。钻削出口处CFRP圆管的曲面特征对分层损伤并无显著影响。