CFRP/钛合金叠层材料陀螺铣孔新方法制孔质量研究
发布时间：2020-12-21 15:54
碳纤维复合材料（Carbon fiber-reinforced plastic,CFRP）和钛合金由于其自身优良的性能而被广泛应用于飞行器制造中。因为其叠层形式很好的综合了两种材料的优良性能,所以在飞行器制造中两种材料常以叠层形式出现,通过螺栓或铆钉连接。为了保证装配精度,通常将两种材料预装夹在一起然后一次性钻孔。目前最常用的制孔方式是螺旋铣孔。但是在螺旋铣孔过程中,孔的入口部位容易发生撕裂、分层和纤维拉出,出口部分毛刺高度过高等缺陷。为此,本文提出了一种陀螺铣孔新工艺。将铣刀倾斜一定的角度,铣刀在自转的同时围绕孔中心轴线做圆锥摆动式公转,并沿孔中心轴线方向进给,从而加工出所需的孔。本文通过计算对比了陀螺铣孔和螺旋铣孔过程,得出了两种制孔工艺制孔过程中各时间段的材料去除速度方程。通过材料去除速度方程预测了两种制孔工艺制孔轴向力趋势以及孔出、入口质量,并分别在CFRP和钛合金单层板上通过试验进行了验证。结果显示陀螺铣孔工艺可有效降低制孔轴向力,避免了螺旋铣孔中制孔轴向力突变现象,从而提高了孔出、入口质量。分析并计算了陀螺铣孔的运动学特性。得出了刀具端面轨道方程,速度方程。通过速度方程计算...
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
复合材料烧伤针对CFRP/钛合金叠层构件的制孔问题，国内外学者进行了大量的试验研究
图 4-2 不同自转角度的速度变化 图 4-3 距刀具底端中心不同距离的速度变化根据式(4-12)通过改变 R 的值以及自转角度 β 的值，本文就可以计算出刀具面的速度集合。如图 4-4 所示是在 e=2mm、d=6mm、n=1000r/min、N=50r/min、θ=的参数下刀具端面每个点的速度。
图 4-2 不同自转角度的速度变化 图 4-3 距刀具底端中心不同距离的速度变化根据式(4-12)通过改变 R 的值以及自转角度 β 的值，本文就可以计算出刀具面的速度集合。如图 4-4 所示是在 e=2mm、d=6mm、n=1000r/min、N=50r/min、θ=的参数下刀具端面每个点的速度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]CFRP复合材料/钛合金叠层螺旋铣孔工艺[J]. 董辉跃,陈光林,周兰,何凤涛,刘顺涛. 复合材料学报. 2017(03)
[2]钛合金旋转超声辅助钻削的出口毛刺[J]. 李哲,张德远,姜兴刚. 北京航空航天大学学报. 2017(07)
[3]TC4钛合金螺旋铣孔工艺孔壁表面完整性研究[J]. 江跃东,何改云,秦旭达,赵庆. 机械科学与技术. 2015(10)
[4]钛合金螺旋铣孔与传统钻孔的加工质量对比[J]. 吉春辉,田利成,秦旭达,刘振旺,刘婕. 机械工程材料. 2015(05)
[5]钛合金螺旋铣孔工艺参数对孔加工质量的影响[J]. 王丰超,张硕,姚振强,胡永祥. 机械设计与研究. 2015(02)
[6]Helical Milling of CFRP/Ti-6Al-4V Stacks with Varying Machining Parameters[J]. 何改云,李皓,江跃东,秦旭达,张心沛,关毅. Transactions of Tianjin University. 2015(01)
[7]碳纤维复合材料/钛合金叠层板钻孔有限元仿真研究[J]. 金晓波,康万军,曹军,徐颖翔. 工具技术. 2015(01)
[8]碳纤维复合材料-钛合金层板钻孔质量研究[J]. 师润平,李智林,韩彦良,韩春钰. 制造技术与机床. 2014(11)
[9]钛合金材料的钻孔技术分析[J]. 张利军,申伟. 工具技术. 2014(06)
[10]钻削参数对碳纤维复合材料孔壁表面粗糙度影响的研究[J]. 梁艳芳,王春民,刘小建. 高科技纤维与应用. 2013(01)
博士论文
[1]CFRP/钛合金叠层材料螺旋铣孔切削热分析与温度预测[D]. 刘婕.天津大学 2014
[2]C/E复合材料制孔损伤形成机理与评价方法研究[D]. 温泉.大连理工大学 2014
[3]难加工材料螺旋铣孔动力学研究[D]. 王海艳.天津大学 2012
[4]碳纤维复合材料(CFRP)钻削加工技术的研究[D]. 张厚江.北京航空航天大学 1998
硕士论文
[1]CFRP/2024Al叠层材料制孔工艺技术研究[D]. 李南.沈阳航空航天大学 2017
[2]铝合金与钛合金超声振动辅助钻削工艺研究[D]. 李晓峰.大连理工大学 2016
[3]碳纤维复合材料螺旋铣孔铣削力试验研究[D]. 郭建刚.大连交通大学 2013
[4]CFRP/Ti-6Al-4V叠层结构螺旋铣孔过程工艺优化研究[D]. 陆翠.天津大学 2012
[5]碳纤维复合材料/钛合金叠层装配制孔技术研究[D]. 张选龙.大连理工大学 2010
[6]难切削加工材料螺旋铣孔切削动力学及其试验研究[D]. 陈仕茂.天津大学 2009
本文编号：2930096
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
复合材料烧伤针对CFRP/钛合金叠层构件的制孔问题，国内外学者进行了大量的试验研究
图 4-2 不同自转角度的速度变化 图 4-3 距刀具底端中心不同距离的速度变化根据式(4-12)通过改变 R 的值以及自转角度 β 的值，本文就可以计算出刀具面的速度集合。如图 4-4 所示是在 e=2mm、d=6mm、n=1000r/min、N=50r/min、θ=的参数下刀具端面每个点的速度。
图 4-2 不同自转角度的速度变化 图 4-3 距刀具底端中心不同距离的速度变化根据式(4-12)通过改变 R 的值以及自转角度 β 的值，本文就可以计算出刀具面的速度集合。如图 4-4 所示是在 e=2mm、d=6mm、n=1000r/min、N=50r/min、θ=的参数下刀具端面每个点的速度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]CFRP复合材料/钛合金叠层螺旋铣孔工艺[J]. 董辉跃,陈光林,周兰,何凤涛,刘顺涛. 复合材料学报. 2017(03)
[2]钛合金旋转超声辅助钻削的出口毛刺[J]. 李哲,张德远,姜兴刚. 北京航空航天大学学报. 2017(07)
[3]TC4钛合金螺旋铣孔工艺孔壁表面完整性研究[J]. 江跃东,何改云,秦旭达,赵庆. 机械科学与技术. 2015(10)
[4]钛合金螺旋铣孔与传统钻孔的加工质量对比[J]. 吉春辉,田利成,秦旭达,刘振旺,刘婕. 机械工程材料. 2015(05)
[5]钛合金螺旋铣孔工艺参数对孔加工质量的影响[J]. 王丰超,张硕,姚振强,胡永祥. 机械设计与研究. 2015(02)
[6]Helical Milling of CFRP/Ti-6Al-4V Stacks with Varying Machining Parameters[J]. 何改云,李皓,江跃东,秦旭达,张心沛,关毅. Transactions of Tianjin University. 2015(01)
[7]碳纤维复合材料/钛合金叠层板钻孔有限元仿真研究[J]. 金晓波,康万军,曹军,徐颖翔. 工具技术. 2015(01)
[8]碳纤维复合材料-钛合金层板钻孔质量研究[J]. 师润平,李智林,韩彦良,韩春钰. 制造技术与机床. 2014(11)
[9]钛合金材料的钻孔技术分析[J]. 张利军,申伟. 工具技术. 2014(06)
[10]钻削参数对碳纤维复合材料孔壁表面粗糙度影响的研究[J]. 梁艳芳,王春民,刘小建. 高科技纤维与应用. 2013(01)
博士论文
[1]CFRP/钛合金叠层材料螺旋铣孔切削热分析与温度预测[D]. 刘婕.天津大学 2014
[2]C/E复合材料制孔损伤形成机理与评价方法研究[D]. 温泉.大连理工大学 2014
[3]难加工材料螺旋铣孔动力学研究[D]. 王海艳.天津大学 2012
[4]碳纤维复合材料(CFRP)钻削加工技术的研究[D]. 张厚江.北京航空航天大学 1998
硕士论文
[1]CFRP/2024Al叠层材料制孔工艺技术研究[D]. 李南.沈阳航空航天大学 2017
[2]铝合金与钛合金超声振动辅助钻削工艺研究[D]. 李晓峰.大连理工大学 2016
[3]碳纤维复合材料螺旋铣孔铣削力试验研究[D]. 郭建刚.大连交通大学 2013
[4]CFRP/Ti-6Al-4V叠层结构螺旋铣孔过程工艺优化研究[D]. 陆翠.天津大学 2012
[5]碳纤维复合材料/钛合金叠层装配制孔技术研究[D]. 张选龙.大连理工大学 2010
[6]难切削加工材料螺旋铣孔切削动力学及其试验研究[D]. 陈仕茂.天津大学 2009
本文编号：2930096
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