芳纶纤维复合材料钻削实验研究

发布时间：2017-06-16 14:04

  本文关键词：芳纶纤维复合材料钻削实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：芳纶纤维复合材料具有抗疲劳性好、比强度高、可设计性强等优异性能,在航天航空、汽车及军工等方面都得到了广泛应用。钻削加工是芳纶纤维复合材料常用的制孔加工技术,但由于芳纶纤维复合材料存在纤维各向异性、层间抗剪性差、导热性差等特性,加工时常存在钻头磨损严重、加工精度难以得到保证、易产生加工缺陷等问题。针对芳纶纤维复合材料的难加工性,本文采用普通硬质合金钻头和超细晶硬质合金钻头对芳纶1414增强环氧树脂基层合型复合材料板进行钻削实验,深入开展了钻削力、钻削温度、加工缺陷以及刀具磨损等研究,为该类材料制孔加工技术提供技术指导。论文主要内容如下:采用普通硬质合金钻头和超细晶硬质合金钻头对芳纶纤维复合材料板进行钻削实验,分析了两种钻头所产生的钻削力的变化过程以及钻削加工参数对钻削力的影响规律,并对比分析了两种钻头所产生的钻削力。结果表明:在相同条件下,钻削力随主轴转速的增大而减小、随进给速度的增大而增大,且采用超细晶硬质合金钻头所产生的钻削力比普通硬质合金钻头所产生的钻削力降低了40%以上。研究了钻削加工参数对钻削温度影响的变化规律以及对比分析了两种钻头所产生的钻削温度。结果表明:在相同条件下,所产生的钻削温度随主轴转速的增大而增大、随进给速度的增大而减小,采用超细晶硬质合金钻头所产生的钻削温度比普通硬质合金钻头所产生的钻削温度最大温差降低了85℃左右。对比分析了两种钻头钻削芳纶纤维复合材料板所产生的毛边和热损伤情况,实验结果表明:超细晶硬质合金钻头制孔所导致的毛边和热损伤缺陷少,其加工质量明显较优。阐述了钻削过程中刀具的磨损形态以及刀具磨损所产生的原因,并对两种刀具的磨损情况进行对比分析,结果发现超细晶硬质合金钻头的磨损相对较少,更加适合钻削此类型复合材料,且其磨损量随主轴转速的增大而增大、随进给速度的增大而增大,并找到了适合实际加工的加工参数,即主轴转速4000r/min、进给速度90mm/min。
【关键词】：芳纶纤维复合材料 硬质合金钻头 钻削力 钻削温度 加工缺陷 刀具磨损
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ342.72;TB332
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 芳纶纤维复合材料的性能与应用11-13
• 1.1.1 芳纶纤维复合材料的性能11
• 1.1.2 芳纶纤维复合材料的应用11-13
• 1.2 纤维增强复合材料孔加工的研究现状13-17
• 1.2.1 纤维增强复合材料钻削力的研究13-14
• 1.2.2 纤维增强复合材料钻削温度的研究14-15
• 1.2.3 纤维增强复合材料加工孔缺陷的研究15-16
• 1.2.4 纤维增强复合材料加工过程中刀具磨损的研究16-17
• 1.3 本课题选题意义与研究内容17-20
• 1.3.1 论文的选题背景与意义17-18
• 1.3.2 论文的主要研究内容18-20
• 第二章 芳纶纤维复合材料钻削加工实验设计20-30
• 2.1 实验材料20-21
• 2.2 实验刀具21
• 2.3 实验平台的搭建21-25
• 2.4 检测装置25-26
• 2.5 实验方案26-27
• 2.6 本章小结27-30
• 第三章 芳纶纤维复合材料钻削力和钻削温度研究30-44
• 3.1 芳纶纤维复合材料钻削力研究30-38
• 3.1.1 钻削力的变化过程30-33
• 3.1.2 钻削参数对钻削力的影响与分析33-36
• 3.1.3 钻削力的对比36-38
• 3.2 芳纶纤维复合材料钻削温度研究38-43
• 3.2.1 测温方法38
• 3.2.2 钻削温度信号分析38-39
• 3.2.3 钻削参数对钻削温度的影响与分析39-42
• 3.2.4 钻削温度的对比42-43
• 3.3 本章小结43-44
• 第四章 芳纶纤维复合材料加工缺陷的研究44-52
• 4.1 毛边缺陷研究44-48
• 4.1.1 毛边缺陷的分析44-45
• 4.1.2 毛边缺陷的对比45-46
• 4.1.3 加工参数对毛边缺陷的影响46-48
• 4.2 热损伤缺陷研究48-51
• 4.2.1 热损伤缺陷分析48-49
• 4.2.2 加工参数对热损伤缺陷的影响49-51
• 4.3 本章小结51-52
• 第五章 刀具磨损研究52-66
• 5.1 刀具磨损类型52-53
• 5.2 刀具磨损的原因53-54
• 5.3 刀具磨损的过程54-55
• 5.4 刀具磨损的对比55-59
• 5.5 加工参数对刀具磨损的影响59-64
• 5.5.1 主轴转速对刀具磨损的影响60-62
• 5.5.2 进给速度对刀具磨损的影响62-64
• 5.6 本章小结64-66
• 第六章 总结与展望66-68
• 6.1 总结66-67
• 6.2 课题研究展望67-68
• 参考文献68-74
• 致谢74-76
• 附录A：攻读硕士学位发表的学术论文76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 彭思泽;李鹏南;唐思文;张帅;邱新义;;钻削碳纤维复合材料刀具磨损与加工质量的研究[J];制造技术与机床;2015年07期

2 张卫兵;刘向中;陈振华;陈鼎;彭程;;WC-Co硬质合金最新进展[J];稀有金属;2015年02期

3 陈明;邱坤贤;秦声;王呈栋;蔡晓江;;高强度碳纤维增强复合材料层合板的钻削制孔过程及其缺陷形成分析[J];南京航空航天大学学报;2014年05期

4 李桂玉;汪海晋;孙杰;李剑峰;李卫东;;基于复合材料钻削缺陷容差值的工艺参数优化[J];复合材料学报;2014年04期

5 鲍永杰;高航;梁延德;朱国平;;碳纤维/环氧树脂复合材料钻削温度场建模与试验[J];兵工学报;2013年07期

6 徐锦泱;蔡晓江;魏莹莹;安庆龙;陈明;;高强度型T800S/250F CFRP的制孔缺陷研究[J];制造技术与机床;2013年03期

7 王明海;孙国强;孙越;;小角度螺旋槽钻头加工复合材料的模拟研究[J];制造技术与机床;2012年12期

8 张正富;黄莉玲;彭金辉;谭竹峰;袁明健;张华明;李芳;;WC-Co硬质合金硬度和冲击韧度影响因素的变量搜索试验[J];金属热处理;2011年05期

9 李桂玉;李剑峰;孙杰;李卫东;;硬质合金钻头钻削碳纤维增强复合材料工艺[J];粉末冶金材料科学与工程;2010年06期

10 李力;栾道成;胡涛;张崇才;;硬质合金刀具新技术研究进展[J];中国钨业;2010年01期

  本文关键词：芳纶纤维复合材料钻削实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：455547