碳纖維—鈦層間混雜復(fù)合材料制孔工藝研究.pdf

1、分類號!H!魚UDC碩士學(xué)位論文碳纖維鈦層間混雜復(fù)合材料制孔工藝研究汪喜論文答辯日期2Q13生旦2壘旦學(xué)位授予Et期2Q!三生魚月2魚旦碳纖維一鈦層間混雜復(fù)合材料制孑L工藝研究摘要碳纖維鈦層間混雜復(fù)合材料(CarbonTitaniumLaminate，簡稱CTIL)是指碳纖維復(fù)合材料薄板與鈦合金薄板交替鋪設(shè)而成的層疊材料，其在廣泛地應(yīng)用于航空航天業(yè)的過程中需要大量的鉚接孔和裝配孔，且對于孔的質(zhì)量要求很高。因為孔加工質(zhì)量的好壞，對其構(gòu)件鉚

2、接或螺接部位的材料的機械性能等質(zhì)量指標(biāo)關(guān)系重大。另外由于此材料性能的特殊，傳熱性能差，硬度大，機加工性能不好，使得刀具磨損較快。針對上述問題，本文采用理論分析和大量實驗研究的方法，著重從切屑形態(tài)、鉆削溫度、鉆削力、孔的質(zhì)量、刀具磨損等方面對碳纖維鈦層間混雜復(fù)合材料的鉆削進行系統(tǒng)的實驗研究和理論分析，得出如下結(jié)論。1鉆削單一碳纖維復(fù)合材料的切屑形成機理，根據(jù)纖維角的不同有三種，分別是層間分離型、層間滑移型和彎曲剪切型，其中層間分離型切屑和

3、彎曲剪切型切屑多為塊狀切屑，層間滑移型切屑多為纖維狀切屑。鈦合金切屑形成的機理主要可分為橫刃擠壓和主切削刃切削，形成的切屑多為長條螺旋狀，鉆削參數(shù)(切削速度、進給速度、冷卻溫度、鉆頭刃型、鉆削順序)對切屑形態(tài)有一定的影響，即切削速度越快，進給速度越慢，切屑的厚度越薄，越容易發(fā)生纏刀現(xiàn)象；同時由于刀具與材料的摩擦的時間增長，使得產(chǎn)生的熱量增多，溫度升高，極易達到鈦合金切屑的燃點600℃而產(chǎn)生切屑自燃現(xiàn)象。冷卻溫度對切屑形態(tài)的影響，一方面冷

4、卻溫度越高，帶走的鉆削熱越少，鉆削區(qū)域溫度相對越高，切屑易發(fā)生氧化現(xiàn)象，且切屑的表面出現(xiàn)折皺；另一方面冷卻溫度越高，冷氣端空氣排量越大，切屑易折斷。鉆削順序?qū)η行夹螒B(tài)的影響是鉆削順序為TiCFRP時，切屑多為長條螺旋狀，鉆削順序為CFRPTi時，切屑與孔壁、刀具排屑槽的摩擦作用，使切屑絞在一起，易斷裂。2軸向鉆削力方面的研究得出，切削速度越高，進給速度越慢，冷卻溫度越低，軸向鉆削力越小。此外，鉆削順序為Ti—CFRP時，采用鉆頭b進行鉆