芳綸纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的切削加工性研究.pdf

1、芳綸纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料（Aramid Fiber Reinforced Plastics，AFRP）因其密度低、強(qiáng)度高、抗沖擊性能好、防護(hù)性能強(qiáng)被廣泛應(yīng)用于軍事、航空領(lǐng)域。將AFRP根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行裝配，都需要對(duì)AFRP進(jìn)行修邊、鉆孔、銑槽等二次加工，而在加工時(shí)，加工表面質(zhì)量不理想。由于芳綸纖維的強(qiáng)韌性，不容易被切斷，而復(fù)合層板的層間薄弱性，也導(dǎo)致層間容易破損，分層等。這些都使得在AFRP的加工表面存在有毛邊、分層、熱損傷等缺

2、陷。另外，AFRP的難加工性，也導(dǎo)致刀具磨損嚴(yán)重等問(wèn)題。本文主要針對(duì)由正交編織纖維層堆疊而成的疊層結(jié)構(gòu)AFRP進(jìn)行試驗(yàn)研究。通過(guò)側(cè)銑加工試驗(yàn)，研究加工表面缺陷及其成因，研究影響加工表面質(zhì)量的主要因素，分析切削力隨加工參數(shù)和刀具螺旋角變化而變化的趨勢(shì)，通過(guò)進(jìn)一步改善加工條件來(lái)達(dá)到控制加工缺陷的結(jié)果。在獲得較好的加工質(zhì)量前提下，分析刀具材料對(duì)刀具磨損、切削力及加工質(zhì)量的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴AFRP側(cè)銑切削力研究。切削力作

3、為評(píng)價(jià)材料的可加工性的重要指標(biāo)，也是試驗(yàn)的重點(diǎn)研究對(duì)象。通過(guò)在試驗(yàn)過(guò)程中實(shí)時(shí)進(jìn)行切削力測(cè)量，分析測(cè)力結(jié)果，得到AFRP切削力隨加工參數(shù)變化而變化的趨勢(shì)，得到AFRP這種特殊的復(fù)合材料的切削力特點(diǎn)。分析三個(gè)方向切削力隨螺旋角變化而變化的特點(diǎn)，并且以在時(shí)域內(nèi)的切削力的一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期為例，討論不同螺旋角刀具切削時(shí)的切削力特點(diǎn)；⑵AFRP加工質(zhì)量研究。通過(guò)側(cè)銑加工AFRP后，研究其加工表面形貌，觀察其產(chǎn)生的加工缺陷的表現(xiàn)形式，分析缺陷產(chǎn)生原因。研

4、究主軸轉(zhuǎn)速、每齒進(jìn)給量及切削深度對(duì)加工表面質(zhì)量的影響規(guī)律。通過(guò)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的方法，而改變刀具切削時(shí)的實(shí)際螺旋角，對(duì)比在用不同螺旋角刀具加工時(shí)已加工表面的形貌特點(diǎn)，分析刀具螺旋角的大小對(duì)加工表面質(zhì)量的影響；⑶加支撐板條件下AFRP側(cè)銑研究。在前面試驗(yàn)總結(jié)的基礎(chǔ)上可知，通過(guò)在切削時(shí)在工件下墊上支撐板以提供加工時(shí)對(duì)工件的背部支撐力，起到增加工件層間結(jié)合強(qiáng)度，減少分層的作用，另一方面又阻止了底層纖維在切削時(shí)的退讓行為，減少毛邊現(xiàn)象的產(chǎn)生。通過(guò)將用