检索结果-南通市图书馆

作者：李帅大连理工大学

学位级别：硕士

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有高的比强度和比模量等优异性能,被越来越广泛地应用在众多领域中。为满足复杂CFRP零件成型和装配要求,通常需要对其进行二次铣削加工。多刃微齿铣刀具有加工平稳、效率高和质量优等特点,被广泛应用于... 详细信息

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有高的比强度和比模量等优异性能,被越来越广泛地应用在众多领域中。为满足复杂CFRP零件成型和装配要求,通常需要对其进行二次铣削加工。多刃微齿铣刀具有加工平稳、效率高和质量优等特点,被广泛应用于CFRP铣削加工。切削刃螺旋角是多刃微齿铣刀刀具结构设计的重要几何参数,能够对CFRP铣削加工质量产生影响,合理地选取将对于高质高效铣削加工CFRP具有重要的实际意义。本文主要研究内容是将多刃微齿铣刀微齿切削刃简化为斜角切削,建立纤维斜角切削理论模型,得到纤维在不同刃倾角切削作用下的变形状态;建立同等状态下三维细观斜角切削有限元仿真模型,将纤维发生破坏时的位置和该位置处变形大小数值同理论模型计算值进行对比验证;根据多刃微齿铣刀的刀具结构关系,选定刃倾角的数值;进行斜角切削加工四种典型纤维方向CFRP单向层合板实验,分析刃倾角对于加工质量的影响规律,得出适合加工CFRP的刃倾角数值,为多刃微齿铣刀切削刃螺旋角的设计提供支持,并通过相同状态的多刃微齿铣刀铣削实验进行验证。本文的具体工作如下:(1)建立斜角切削90°纤维方向CFRP单向板三维强支撑侧表面的单纤维理论模型,理论推导得到不同刃倾角刀具作用下纤维三维变形挠度曲线和纤维发生破坏的位置。(2)建立同理论模型相同状态的三维细观斜角切削有限元仿真模型,进行理论和仿真结果对比。进一步,通过仿真计算,得到不同刃倾角刀具斜角切削对于CFRP细观尺度各组成部分材料去除的影响规律。(3)通过斜角切削四种典型纤维角度CFRP单向板宏观实验,获得刃倾角对于已加工表面两侧微观形貌和已加工表面粗糙度的影响规律,得到适合加工的刃倾角数值。进一步,基于刃倾角优选结果设计切削刃螺旋角,研制多刃微齿铣刀,并开展实际铣削实验进行验证。

关键词：多刃微齿铣刀切削刃螺旋角斜角切削细观仿真微观形貌

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不同微齿形状多刃铣刀加工CFRP的切削性能对比研究

不同微齿形状多刃铣刀加工CFRP的切削性能对比研究

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作者：张其存大连理工大学

学位级别：硕士

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)比强度髙、比刚度髙且材料的性能可以根据实际应用要求进行参数化设计,是一种非常典型的轻质高强材料。为了满足装配要求,复杂零件通过近净成形的方式制备后,需要进行铣削等二次加工。在CFRP的铣削加工中... 详细信息

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)比强度髙、比刚度髙且材料的性能可以根据实际应用要求进行参数化设计,是一种非常典型的轻质高强材料。为了满足装配要求,复杂零件通过近净成形的方式制备后,需要进行铣削等二次加工。在CFRP的铣削加工中,铣刀几何结构是影响其切削性能的至关重要因素。近年来,CFRP在各个领域的使用越来越广泛且占的比重也越来越大,对CFRP的加工质量和加工效率提出了新的要求,也对铣刀的几何结构提出了更高的要求。在CFRP的加工中,与整体刃铣刀相比多刃微齿铣刀的加工效率得到了很大的提升,多刃微齿铣刀的应用也越来越广泛。本文研究内容主要包括考虑了多刃微齿铣刀切削CFRP多向层合板时,不同微齿切削刃对应不同纤维角度铺层铣削力系数不同的问题,以瞬时刚性力模型为基础建立了铣削力预测模型;对比研究了不同切削刃旋向和刃形的铣刀在铣削力、毛刺、表面微观形貌和表面粗糙度方面的切削性能差异。在此基础上通过设计和加工有无分屑槽和不同分屑槽螺旋角度大小及分屑槽截面形状的多刃铣刀,对比研究了铣刀结构对铣削力、毛刺、表面微观形貌和表面粗糙度的影响规律。本文主要工作包括以下几点:(1)对多刃微齿铣刀切削CFRP多向层合板建立了铣削力预测模型。该模型考虑了在切削过程中多刃微齿铣刀不同微齿切削刃对应不同角度的纤维铺层,纤维铺层的角度不同时铣削力系数明显不同的问题。(2)在相同的切削参数下用不同刃形和切削刃旋向的铣刀对四种典型纤维角度CFRP单向层合板和多向层合板进行铣边实验。对比研究刃形和切削刃旋向对铣削力、毛刺、表面微观形貌和表面粗糙度的影响。(3)通过改变多刃微齿铣刀分屑槽的螺旋角度大小和截面形状来对比研究不同微齿形状多刃铣刀加工CFRP的切削性能。通过对比不同螺旋角分屑槽多刃微齿铣刀的切削性能,得到在铣刀其它几何参数不变的情况下最优的分屑槽螺旋角度;通过对比不同截面形状分屑槽多刃微齿铣刀的切削性能,得到适合切削的更优分屑槽截面形状。

关键词：多刃微齿铣刀铣削力预测模型毛刺表面微观形貌表面粗糙度

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CFRP专用带端刃立铣刀结构优化与磨损规律研究

CFRP专用带端刃立铣刀结构优化与磨损规律研究

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作者：王泽刚大连理工大学

学位级别：硕士

碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics,CFRP)轻质、高强且可整体设计,近年来在航空航天领域先进装备的大型结构件中得以广泛应用。为达到复杂结构件的尺寸要求以及满足其连接装配需要,需要对这些构件进行大量的铣削加工,如... 详细信息

碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics,CFRP)轻质、高强且可整体设计,近年来在航空航天领域先进装备的大型结构件中得以广泛应用。为达到复杂结构件的尺寸要求以及满足其连接装配需要,需要对这些构件进行大量的铣削加工,如边缘、盲槽盲窗及异形窗口的铣削加工。现有铣削工具与材料匹配性低,导致边缘侧面毛刺、撕裂损伤频发,盲窗/盲槽底面粗糙度较低。而且端铣过程中的加工环境半封闭使得切屑和热量难以排出,端刃磨损严重,导致刀具寿命低。本文选择左右旋切削刃共存的在研多刃微齿铣刀为研究对象,针对铣刀周刃提出抑制右旋切削刃边缘破损微齿重叠形式设计方法,同时考虑左旋切削刃的切削连续性对加工质量的影响,并通过实验验证了所优化刀具的预期效果。此外,针对端刃分析了端铣CFRP时端刃磨损形式及磨损规律,并探究了有效抑制刀具磨损的加工参数。本文研究内容为实现CFRP高质铣削加工的多刃微齿铣刀研发设计提供了指导思路。本文研究的主要工作如下:(1)分析了在研的多刃微齿铣刀周刃微齿失效形式及失效原因,提出了微齿重叠形式可设计的计算方法,揭示了微齿重叠形式对微齿不同部位的切削厚度影响机制,并采用侧铣实验对不同微齿重叠形式多刃微齿铣刀的微齿磨损状态进行验证,获得能够抑制边缘破损的微齿重叠形式。(2)考虑微齿左旋切削刃的切削连续性对CFRP加工质量的影响,通过设计不同分屑槽螺旋角获得了左旋切削刃切削面积分别为未连续、连续及重叠连续的多刃微齿铣刀,通过铣削实验对比分析了三种类型的铣刀对铣削力、表层损伤及表面粗糙度的影响规律,优选出加工质量较好的左旋切削刃切削面积类型。(3)通过端铣CFRP实验,获得了端刃磨损形式及规律,且探究了端刃不同磨损形式对加工表面质量的影响,以指导多刃微齿铣刀的端刃结构设计。(4)采用全因素端铣实验分析了每齿进给量及切削速度对端刃磨损及槽底加工表面质量的影响规律,优选出降低端刃磨损速率和提高表面质量的加工参数。

关键词： CFRP 多刃微齿铣刀表面质量刀具磨损加工参数

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考虑左旋切削刃切削连续性的碳纤维增强树脂基复合材料铣削研究

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中国机械工程 2020年第8期31卷 991-996页

作者：王泽刚王福吉卢晓红赵猛樊俊峰大连理工大学机械工程学院大连116024

采用右旋切削刃铣刀加工碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)时,纤维层受单向轴向力作用而易产生分层、毛刺等损伤,采用左右旋切削刃共存的多刃微齿铣刀对纤维层施加双向轴向力能有效抑制损伤,但如何保证每层纤维都受到左右旋切削刃的切削... 详细信息

采用右旋切削刃铣刀加工碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)时,纤维层受单向轴向力作用而易产生分层、毛刺等损伤,采用左右旋切削刃共存的多刃微齿铣刀对纤维层施加双向轴向力能有效抑制损伤,但如何保证每层纤维都受到左右旋切削刃的切削作用成为抑制损伤的关键。以多刃微齿铣刀为研究对象,通过设计不同的分屑槽螺旋角,获得左旋切削刃切削面积连续、重叠及未连续三种类型的铣刀。通过实验研究发现:切削面积连续时,CFRP加工表面有少量毛刺及翻边;切削面积重叠时,CFRP加工表面无毛刺及撕裂损伤,效果最好;切削面积未连续时,加工表面有大量毛刺和撕裂损伤;此外,表面粗糙度值会随着分屑槽螺旋角的增大而增大。

关键词：碳纤维增强树脂基复合材料多刃微齿铣刀表面粗糙度左旋切削刃切削面积

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