芳綸纖維增強樹脂基復合材料的切削加工性研究.pdf

1、芳綸纖維增強樹脂基復合材料（Aramid Fiber Reinforced Plastics，AFRP）因其密度低、強度高、抗沖擊性能好、防護性能強被廣泛應用于軍事、航空領(lǐng)域。將AFRP根據(jù)不同的應用場合進行裝配，都需要對AFRP進行修邊、鉆孔、銑槽等二次加工，而在加工時，加工表面質(zhì)量不理想。由于芳綸纖維的強韌性，不容易被切斷，而復合層板的層間薄弱性，也導致層間容易破損，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，也導致刀具磨損嚴重等問題。本文主要針對由正交編織纖維層堆疊而成的疊層結(jié)構(gòu)AFRP進行試驗研究。通過側(cè)銑加工試驗，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，通過進一步改善加工條件來達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、為評價材料的可加工性的重要指標，也是試驗的重點研究對象。通過在試驗過程中實時進行切削力測量，分析測力結(jié)果，得到AFRP切削力隨加工參數(shù)變化而變化的趨勢，得到AFRP這種特殊的復合材料的切削力特點。分析三個方向切削力隨螺旋角變化而變化的特點，并且以在時域內(nèi)的切削力的一個旋轉(zhuǎn)周期為例，討論不同螺旋角刀具切削時的切削力特點；⑵AFRP加工質(zhì)量研究。通過側(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、每齒進給量及切削深度對加工表面質(zhì)量的影響規(guī)律。通過旋轉(zhuǎn)工作臺的方法，而改變刀具切削時的實際螺旋角，對比在用不同螺旋角刀具加工時已加工表面的形貌特點，分析刀具螺旋角的大小對加工表面質(zhì)量的影響；⑶加支撐板條件下AFRP側(cè)銑研究。在前面試驗總結(jié)的基礎(chǔ)上可知，通過在切削時在工件下墊上支撐板以提供加工時對工件的背部支撐力，起到增加工件層間結(jié)合強度，減少分層的作用，另一方面又阻止了底層纖維在切削時的退讓行為，減少毛邊現(xiàn)象的產(chǎn)生。通過將用