高低频复合振动钻削CFRP/钛合金叠层结构试验

作     者：李远霄 焦锋 张世杰 张顺 王雪 童景琳 LI Yuanxiao;JIAO Feng;ZHANG Shijie;ZHANG Shun;WANG Xue;TONG Jinglin

作者机构：河南理工大学机械与动力工程学院焦作454000 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2021年第42卷第10期

页      面：337-350页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(51675164) 

主　　题：碳纤维增强复合材料(CFRP) 钛合金 叠层结构 低频振动钻削 超声振动钻削 高低频复合振动钻削 

摘      要：针对碳纤维增强复合材料(CFRP)和钛合金叠层结构在传统钻削过程中切削温度高、加工质量差等问题,基于低频振动钻削和高频(超声)振动钻削的优势,提出了高低频复合振动钻削的加工方法。采用自主研制的高低频复合振动钻削装置,对CFRP/钛合金叠层结构进行了制孔试验,对比研究了普通钻削、超声钻削、低频振动钻削和高低频复合振动钻削4种方式下的切削力、钛合金切屑形貌、切削温度和CFRP孔加工质量。结果表明:4种加工方式中,高低频复合振动钻削的轴向力波动相对较大,切削温度显著降低,产生的钛合金切屑呈不连续扇形且整体尺寸最小,CFRP孔出入口及孔壁的损伤程度最低,显著提高了加工质量,为复合材料叠层结构一体化制孔加工提供了指导意义。