Kevlar复合材料钻孔切削力及制孔质量研究

发布时间：2020-12-14 13:31

　　针对Kevlar复合材料强韧性、难加工等特点,首先探索不同垫板对麻花钻钻孔质量的影响机理,然后在此基础上进行加工参数单因素实验。实时采集钻削过程中的切削力数据,分析切削力的变化规律;测量最大撕裂和毛刺长度,分析撕裂、毛刺的变化规律;观测并统计孔壁烧蚀碳化现象。实验结果表明:垫板可改善制孔质量,铝合金垫板效果最佳。在铝合金垫板下,切削力随着主轴转速的增大而减小,随着进给速度的增大而增大,进给速度对切削力的影响更为显著。减小轴向切削力可以抑制撕裂和毛刺现象。在较低的进给速度下,过高的主轴转速将会导致孔壁烧蚀碳化。 

【文章来源】：复合材料科学与工程. 2020年11期 北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

垫板预紧装置

在钻削入口处,横刃首先会对Kevlar层合板表面基体造成擦伤,降低纤维和基体之间的粘结强度。由于麻花钻主切削刃的结构特点,钻入的过程实际上就是主切削刃上各段微切削刃不断进行扩孔的过程。设T0时刻为钻入的任意瞬间,主轴旋转半周后到达T1时刻,如图3所示。图3中,T1时刻主切削刃与工件最上层的交点分别为A和B,AB段切削刃的切削用量如图3中阴影部分所示。可以看出,AB段切削刃对工件同时具有轴向和水平方向的切削作用,在轴向的切削作用形成沿轴向向下的轴向力,而在水平方向的切削作用如图4所示。

图3中,T1时刻主切削刃与工件最上层的交点分别为A和B,AB段切削刃的切削用量如图3中阴影部分所示。可以看出,AB段切削刃对工件同时具有轴向和水平方向的切削作用,在轴向的切削作用形成沿轴向向下的轴向力,而在水平方向的切削作用如图4所示。图4中,γ为AB段切削刃的刀前角,Ft为刀具对纤维的剪切力,Fc为使切屑分离的力,两者的合力产生轴向向上的剥离力Fp。设无垫板情况下产生剥离时的临界力为F*p,当剥离力Fp大于F*p时,则会造成入口处的分层。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：2916488