钻削CFRP的双顶角钻头磨损及抑制新方法

作     者：王福吉 钱宝伟 成德 贾振元 付饶 殷俊伟 WANG Fuji;QIAN Baowei;CHENG De;JIA Zhenyuan;FU Rao;YIN Junwei

作者机构：大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2018年第54卷第15期

页      面：171-179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] 

基　　金：NSFC-辽宁联合基金重点项目(U1508207) 国家自然科学基金(51575082) 国家重点基础研究发展计划(973计划,2014CB046503) 国家创新群体(51621064) 基本科研业务费专项资金(DUT16TD01)资助项目 

主　　题：碳纤维增强复合材料(CFRP) 第二主切削刃 切削刃钝化 孔壁质量 微量冷却润滑(MQL) 

摘      要：为满足高性能碳纤维增强复合材料(CFRP)结构件的高质量制孔需求,现阶段广泛采用双顶角钻头钻削CFRP,但因其“钻、扩、铰一体的结构形式,双顶角钻头第二主切削刃的磨损程度和状态是决定钻削孔壁质量的关键因素.此外,由于CFRP中碳纤维磨蚀性强,制孔中钻头快速磨损,切削刃严重钝化,极易导致孔壁损伤.通过引入切削刃钝圆半径,揭示双顶角钻头第二主切削刃钝化后,在严重的后刀面磨损作用下,第二主切削刃刃口钝圆半径又减小的磨损机制,在此基础上,结合不同纤维切削角下CFRP成屑机制,详细探究了双顶角钻头第二主切削刃钝化状态对钻削孔壁损伤的影响规律;最后创新性地在钻头第二主切削刃末端开设内冷孔,利用微量冷却润滑(MQL)工艺,实现了钻头第二主切削刃钝化磨损的有效抑制,显著提升了高性能碳纤维增强复合材料的制孔质量,为高质量复合材料制孔工艺和工具研究奠定了重要基础.