C/E复合材料螺旋铣孔技术研究

发布时间：2024-11-27 21:53

　　碳纤维／环氧树脂(Carbon/epoxy, C/E)复合材料具有优异的性能,广泛用于制造飞行器结构件。在加工C/E复合材料连接孔过程中容易出现分层、撕裂等加工缺陷,切削力过大、切削温度过高是导致加工缺陷的主要原因之一。螺旋铣孔作为航空制造领域新的制孔技术,加工C/E复合材料时表现出许多优于传统钻孔方法的特点,受到广泛关注。本文针对C/E复合材料开展了螺旋铣孔切削力、切削温度等方面的研究。论文主要内容如下：螺旋铣孔切削力模型。基于螺旋铣孔运动学原理,分析了螺旋铣孔加工特点及未变形切屑形状。螺旋铣孔加工过程中刀具周刃和端刃同时参与切削,且二者切削形式不同,分别对刀具周刃和端刃进行了切削力建模。对比了不同切削力建模方法,结合螺旋铣孔的加工特点和C/E复合材料结构特性,基于机械铣削力模型和钻削力模型,建立了螺旋铣孔切削力模型。C/E复合材料螺旋铣孔切削力模型及分析。针对实验采用的刀具设计了切削力系数标定实验,采用铣槽的方案对周刃切削力系数进行了标定,采用钻孔的方案对端刃切削力系数进行了标定,获得了C/E复合材料螺旋铣孔切削力模型,并进行了实验验证。根据标定后的切削力模型,分析了不同加工参数下单...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１?Ｃ／Ｅ复合材料结构??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｃ／Ｅ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ??

复合材料制成的大型商用飞机波音７８７，复合材料用量占飞机５０％的结构重量和大约??８０％的体积Ｗ。空客公司最新的Ａ３５０型飞化使用的Ｃ７Ｅ复合材料所占比例为５２％，应??用于航空领域的复合材料构件主要包括飞机机翼、垂直尾翼和尾锥等如图１．２所示。??由此可见，Ｃ／Ｅ复合材料在航空....

图１．２民用飞机上Ｃ／Ｅ复合材料的应用??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｃ／Ｅ?ｃｏｍｐｏｓｉ?沁?Ｓ?ｏｎ?ｃｉｖｄ?ａｉｒｃｉ＊ａ?巧??

包括翼梁、巧条和蒙皮等结构件，包含大量的复合材料。复合材料结构??件装配时通常需要与作为承载支撑件（骨架或支架）的铁合金和铅合金零件局部连接，??形成复合材料／合金（Ｃ／Ａ，?Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ／Ａｌｌｏｙ）叠层构件，如图１．３所示。这些Ｃ／Ａ叠层??构件主要采用柳接和螺接的机....

图１．３航空结构件中的叠层结构??Ｆｉｇ．?１．３?Ｌａｍｉｎａｔｅｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｉｎ?ａｅｒｏｓｐａｃｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ??

ｐａｗ?＾?－＊?＇＇?■?■??图１．２民用飞机上Ｃ／Ｅ复合材料的应用??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｃ／Ｅ?ｃｏｍｐｏｓｉ?沁?Ｓ?ｏｎ?ｃｉｖｄ?ａｉｒｃｉ＊ａ?巧??飞机机翼，包括翼梁、巧条和蒙皮等结构件，包含大量的复合材料。复合材料结构??件....

图１．４?Ｃ／Ｅ复合材料钻孔存在的毛刺、分层、撕裂??Ｆｉｇ．?１．４?Ｂｕｒｒ，?ｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｔｅａｒ?ｗｈｅｎ?ｄｒｉｌｌｉｎｇ?Ｃ／Ｅ?ｃｏｍｐｏｓｉ化Ｓ??

在航空航天等领域中Ｃ／Ｅ复合材料使用越来越广泛，对此类结构件上大量孔??结构的高效精密加工提出了更高的要求。目前，Ｃ７Ｅ复合材料结构件上的孔大多采用麻??花钻钻孔加工获得。如图１．４所示，由于Ｃ／Ｅ复合材料结构的独特性，在传统钻孔加工??中存在毛刺、分层、撕裂等缺陷，产生缺陷的主....

本文编号：4012735