CFRP柔性件保形加工中的变形控制

作     者：宿友亮 黎游 孟志坚 王清彬 郜雪楠 胡建 SU Youliang;LI You;MENG Zhijian;WANG Qingbin;GAO Xuenan;HU Jian

作者机构：宁夏大学机械工程学院银川750021 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2023年第40卷第2期

页      面：1179-1189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）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金(51865048) 机械系统与振动国家重点实验室课题(MSV202212)。 

主　　题：碳纤维增强树脂基复合材料柔性件 保形加工 装夹 变形 尺寸偏差 

摘      要：碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)柔性件的保形加工是航空航天高端装备制造的重要环节,柔性件的可靠装夹是控制加工变形、降低加工尺寸偏差的前提。首先,在理论分析的基础上,明确了柔性件装夹中夹紧及摩擦约束基本条件,提出了基于悬臂梁理论的“随形-就近吸盘分布原则。进而,使用“ISIGHTABAQUS联合仿真方法,实现了不同装夹条件及等效切削力作用下CFRP柔性件变形的仿真分析,分析表明:真空吸盘的弹性变形易加大装夹变形,应采用弹性真空吸盘与刚性定位吸盘组合的方式;定位吸盘数量为8、12或16,并“随形-就近分布时,真空吸盘数量及分布对柔性件变形的影响可忽略。最后,仿真与实验分析了考虑定位几何量偏差时的加工尺寸偏差,仿真与实验结果规律基本一致,优化装夹后的加工尺寸偏差最大降幅达57.7μm(35%);综上,CFRP柔性件保形加工中变形引起的加工尺寸偏差不容忽略,在“随形-就近、“定位与真空吸盘组合原则下优化装夹可以大幅降低变形引起的尺寸偏差。