不同微齿形状多刃铣刀加工CFRP的切削性能对比研究

发布时间：2020-03-26 18:34

【摘要】：碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)比强度氋、比刚度氋且材料的性能可以根据实际应用要求进行参数化设计,是一种非常典型的轻质高强材料。为了满足装配要求,复杂零件通过近净成形的方式制备后,需要进行铣削等二次加工。在CFRP的铣削加工中,铣刀几何结构是影响其切削性能的至关重要因素。近年来,CFRP在各个领域的使用越来越广泛且占的比重也越来越大,对CFRP的加工质量和加工效率提出了新的要求,也对铣刀的几何结构提出了更高的要求。在CFRP的加工中,与整体刃铣刀相比多刃微齿铣刀的加工效率得到了很大的提升,多刃微齿铣刀的应用也越来越广泛。本文研究内容主要包括考虑了多刃微齿铣刀切削CFRP多向层合板时,不同微齿切削刃对应不同纤维角度铺层铣削力系数不同的问题,以瞬时刚性力模型为基础建立了铣削力预测模型;对比研究了不同切削刃旋向和刃形的铣刀在铣削力、毛刺、表面微观形貌和表面粗糙度方面的切削性能差异。在此基础上通过设计和加工有无分屑槽和不同分屑槽螺旋角度大小及分屑槽截面形状的多刃铣刀,对比研究了铣刀结构对铣削力、毛刺、表面微观形貌和表面粗糙度的影响规律。本文主要工作包括以下几点:(1)对多刃微齿铣刀切削CFRP多向层合板建立了铣削力预测模型。该模型考虑了在切削过程中多刃微齿铣刀不同微齿切削刃对应不同角度的纤维铺层,纤维铺层的角度不同时铣削力系数明显不同的问题。(2)在相同的切削参数下用不同刃形和切削刃旋向的铣刀对四种典型纤维角度CFRP单向层合板和多向层合板进行铣边实验。对比研究刃形和切削刃旋向对铣削力、毛刺、表面微观形貌和表面粗糙度的影响。(3)通过改变多刃微齿铣刀分屑槽的螺旋角度大小和截面形状来对比研究不同微齿形状多刃铣刀加工CFRP的切削性能。通过对比不同螺旋角分屑槽多刃微齿铣刀的切削性能,得到在铣刀其它几何参数不变的情况下最优的分屑槽螺旋角度;通过对比不同截面形状分屑槽多刃微齿铣刀的切削性能,得到适合切削的更优分屑槽截面形状。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB332

【参考文献】

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本文编号：2601807