基于细观模型的刃口半径对CFRP铣削过程影响

作     者：武卫洲 刘雪峰 崔鑫 赵尔华 秦旭达 李士鹏 WU Weizhou;LIU Xuefeng;CUI Xin;ZHAO Erhua;QIN Xuda;LI Shipeng

作者机构：天津大学天津300000 天津航天长征火箭制造有限公司天津300000 首都航天机械有限公司北京100076 

出 版 物：《航空制造技术》 (Aeronautical Manufacturing Technology)

年 卷 期：2022年第65卷第22期

页      面：60-67页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(52075380) 天津市自然科学基金(21JCYBJC00610) 

主　　题：CFRP 细观仿真 刃口半径 切削机理 面下损伤 纤维方向角 

摘      要：刀具刃口半径是影响碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)加工质量的重要因素。为了研究刃口半径对CFRP铣削过程中切削机理的影响规律,建立了二维细观仿真模型,通过试验验证了其准确性。使用该模型分析了不同刃口半径情况下切削力、材料去除过程、面下损伤的变化规律。结果表明,纤维方向角对切削力的影响要大于刃口半径,纤维方向角为45°时,切削力随着刃口半径变大而增大,其他纤维方向角下切削力随刃口半径变化波动较小。随着刃口半径增大,CFRP切削过程由主要是剪切失效转为主要是弯曲失效。刃口半径越小对应面下损伤深度越小,切削力越小,但是会导致刃口处应力过大,有崩刃危险。