CFRP/钛合金叠层构件制孔孔径分布规律研究
发布时间：2021-01-12 12:31
为了研究CFRP/钛合金叠层构件一体化制孔加工后的孔径几何精度变化规律及主要影响因素,在CFRP/钛合金制孔基础上,利用三坐标测量机对孔径几何精度进行检测,并分别对单个孔及系列孔的孔径几何精度进行分析,得到孔径几何精度的变化规律及主要影响因素。结果表明:叠层材料制孔加工过程中材料加工性能的巨大差异,使加工至材料界面时产生的切削振动较大,是影响CFRP与钛合金孔径几何精度的主要因素,且对CFRP孔径影响较大,对钛合金孔径影响较小。
【文章来源】：工具技术. 2017,51(02)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
CFＲP板与钛合金板的孔径测量位置
的叠层方式一致，采用复合材料在上、钛合金在下的叠层结构进行一体化加工，即首先钻削复合材料而后加工钛合金。硬质合金刀具直径?6mm，主轴转速1000r/min，进给率25mm/min。钻削加工后用海克斯康三坐标测量仪对所加工孔径进行检测(总加工孔数为84个)，并对每个孔的不同位置进行检测以得到较准确的测量结果。对CFＲP板加工孔的孔径进行检测时，测量位置见图1a，a、b、c分别距离上表面1mm、2．5mm、4mm。对钛合金板加工孔的孔径进行检测时，测量位置见图1b，d、e分别距离上表面1mm、2mm。孔径测量的检测过程见图2。(a)CFＲP(b)钛合金图1CFＲP板与钛合金板的孔径测量位置图2检测过程3试验结果与分析3.1CFＲP制孔孔径分析CFＲP板不同孔的孔径检测结果如图3所示(其中第一层为位置a处，第二层为位置b处，第三层为位置c处)。图4为不同测量位置处的CFＲP孔径平均值。可以看出，随着加工孔数的增加，所加工孔孔径出现较小的增大趋势，且靠近制孔出口处孔径相对较大。不同测量位置处的CFＲP孔径平均值及方差值如表1所示。孔径变化的方差值表明，靠近出口处，孔径值较大，而且孔径值波动也较大。图3CFＲP不同孔的孔径值变化曲线图4不同测量位置处的CFＲP孔径平均值表1不同测量位置处的CFＲP孔径平均值及方差值测量位置平均值方差值第一层6．02850．0121第二层6．03380．0127第三层6．06500．0201随着加工孔数的增加，刀具磨损逐渐严重，导致加工孔孔径逐渐减校在叠层材料加工过程中，随孔数的增加孔径逐渐增大，这是由于随着加工过程的进行，加工刀具出现磨损情况。刀具磨损后，刀具径向振动增大，尤其是当加工至复合材料与钛合金界面处时，因材料性能的急剧改变产生的切削振动更为严重。切削刃处刀具的振动导致孔?
、2mm。孔径测量的检测过程见图2。(a)CFＲP(b)钛合金图1CFＲP板与钛合金板的孔径测量位置图2检测过程3试验结果与分析3.1CFＲP制孔孔径分析CFＲP板不同孔的孔径检测结果如图3所示(其中第一层为位置a处，第二层为位置b处，第三层为位置c处)。图4为不同测量位置处的CFＲP孔径平均值。可以看出，随着加工孔数的增加，所加工孔孔径出现较小的增大趋势，且靠近制孔出口处孔径相对较大。不同测量位置处的CFＲP孔径平均值及方差值如表1所示。孔径变化的方差值表明，靠近出口处，孔径值较大，而且孔径值波动也较大。图3CFＲP不同孔的孔径值变化曲线图4不同测量位置处的CFＲP孔径平均值表1不同测量位置处的CFＲP孔径平均值及方差值测量位置平均值方差值第一层6．02850．0121第二层6．03380．0127第三层6．06500．0201随着加工孔数的增加，刀具磨损逐渐严重，导致加工孔孔径逐渐减校在叠层材料加工过程中，随孔数的增加孔径逐渐增大，这是由于随着加工过程的进行，加工刀具出现磨损情况。刀具磨损后，刀具径向振动增大，尤其是当加工至复合材料与钛合金界面处时，因材料性能的急剧改变产生的切削振动更为严重。切削刃处刀具的振动导致孔径的变化，且距离切削刃距离越近振动幅度越大，刀具螺旋刃对复合材料孔壁进行了再次切削加工，加工后的孔即为上窄下宽的锥形孔，且整体孔径逐渐增大。3.2钛合金制孔孔径分析钛合金板不同孔的孔径检测结果见图5(其中第一层为位置d处，第二层为位置e处)。图6为不同测量位置处的钛合金孔径平均值。不同测量位置处的钛合金板孔径平均值及方差值见表2。从不同加工孔数孔径的变化趋势可见，随着加工孔数的增加，加工孔孔径的波动较校钛合金板不同测量位置处的孔径平均值及方差值表明:靠近钛?
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纤维复合材料与钛合金结构制孔工艺研究[J]. 于晓江,曹增强,蒋红宇,龚佑宏. 航空制造技术. 2011(03)
[2]从A350XWB看大型客机的选材方向[J]. 陈亚莉. 航空制造技术. 2009(12)
本文编号：2972854
【文章来源】：工具技术. 2017,51(02)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
CFＲP板与钛合金板的孔径测量位置
的叠层方式一致，采用复合材料在上、钛合金在下的叠层结构进行一体化加工，即首先钻削复合材料而后加工钛合金。硬质合金刀具直径?6mm，主轴转速1000r/min，进给率25mm/min。钻削加工后用海克斯康三坐标测量仪对所加工孔径进行检测(总加工孔数为84个)，并对每个孔的不同位置进行检测以得到较准确的测量结果。对CFＲP板加工孔的孔径进行检测时，测量位置见图1a，a、b、c分别距离上表面1mm、2．5mm、4mm。对钛合金板加工孔的孔径进行检测时，测量位置见图1b，d、e分别距离上表面1mm、2mm。孔径测量的检测过程见图2。(a)CFＲP(b)钛合金图1CFＲP板与钛合金板的孔径测量位置图2检测过程3试验结果与分析3.1CFＲP制孔孔径分析CFＲP板不同孔的孔径检测结果如图3所示(其中第一层为位置a处，第二层为位置b处，第三层为位置c处)。图4为不同测量位置处的CFＲP孔径平均值。可以看出，随着加工孔数的增加，所加工孔孔径出现较小的增大趋势，且靠近制孔出口处孔径相对较大。不同测量位置处的CFＲP孔径平均值及方差值如表1所示。孔径变化的方差值表明，靠近出口处，孔径值较大，而且孔径值波动也较大。图3CFＲP不同孔的孔径值变化曲线图4不同测量位置处的CFＲP孔径平均值表1不同测量位置处的CFＲP孔径平均值及方差值测量位置平均值方差值第一层6．02850．0121第二层6．03380．0127第三层6．06500．0201随着加工孔数的增加，刀具磨损逐渐严重，导致加工孔孔径逐渐减校在叠层材料加工过程中，随孔数的增加孔径逐渐增大，这是由于随着加工过程的进行，加工刀具出现磨损情况。刀具磨损后，刀具径向振动增大，尤其是当加工至复合材料与钛合金界面处时，因材料性能的急剧改变产生的切削振动更为严重。切削刃处刀具的振动导致孔?
、2mm。孔径测量的检测过程见图2。(a)CFＲP(b)钛合金图1CFＲP板与钛合金板的孔径测量位置图2检测过程3试验结果与分析3.1CFＲP制孔孔径分析CFＲP板不同孔的孔径检测结果如图3所示(其中第一层为位置a处，第二层为位置b处，第三层为位置c处)。图4为不同测量位置处的CFＲP孔径平均值。可以看出，随着加工孔数的增加，所加工孔孔径出现较小的增大趋势，且靠近制孔出口处孔径相对较大。不同测量位置处的CFＲP孔径平均值及方差值如表1所示。孔径变化的方差值表明，靠近出口处，孔径值较大，而且孔径值波动也较大。图3CFＲP不同孔的孔径值变化曲线图4不同测量位置处的CFＲP孔径平均值表1不同测量位置处的CFＲP孔径平均值及方差值测量位置平均值方差值第一层6．02850．0121第二层6．03380．0127第三层6．06500．0201随着加工孔数的增加，刀具磨损逐渐严重，导致加工孔孔径逐渐减校在叠层材料加工过程中，随孔数的增加孔径逐渐增大，这是由于随着加工过程的进行，加工刀具出现磨损情况。刀具磨损后，刀具径向振动增大，尤其是当加工至复合材料与钛合金界面处时，因材料性能的急剧改变产生的切削振动更为严重。切削刃处刀具的振动导致孔径的变化，且距离切削刃距离越近振动幅度越大，刀具螺旋刃对复合材料孔壁进行了再次切削加工，加工后的孔即为上窄下宽的锥形孔，且整体孔径逐渐增大。3.2钛合金制孔孔径分析钛合金板不同孔的孔径检测结果见图5(其中第一层为位置d处，第二层为位置e处)。图6为不同测量位置处的钛合金孔径平均值。不同测量位置处的钛合金板孔径平均值及方差值见表2。从不同加工孔数孔径的变化趋势可见，随着加工孔数的增加，加工孔孔径的波动较校钛合金板不同测量位置处的孔径平均值及方差值表明:靠近钛?
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纤维复合材料与钛合金结构制孔工艺研究[J]. 于晓江,曹增强,蒋红宇,龚佑宏. 航空制造技术. 2011(03)
[2]从A350XWB看大型客机的选材方向[J]. 陈亚莉. 航空制造技术. 2009(12)
本文编号：2972854
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