碳纖維復(fù)合材料旋刨制孔刀具研究.pdf

1、碳纖維復(fù)合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics)由于其特殊的疊層結(jié)構(gòu)、硬度高、散熱慢等缺點，使得它在制孔方面很容易產(chǎn)生如分層、撕裂和毛刺等孔口缺陷，以致于加工后的孔精度和材料表面質(zhì)量難以保證。
　　針對碳纖維復(fù)合材料的難加工特性，本論文以單齒開孔器作為刨刀進行分析研究，對其制孔過程中產(chǎn)生的軸向力、孔的加工質(zhì)量和刀具磨損開展了相關(guān)的有限元仿真及基礎(chǔ)試驗研究，主要工作及成果包括:
　　(1)基于

2、有限元基本原理，研究旋刨制孔的有限元的關(guān)鍵技術(shù)，提出碳纖維復(fù)合材料有限元建模方法，著重分析了碳纖維復(fù)合材料制孔時斷屑形式及其在仿真過程中的失效模型，本論文采用HASHIN準(zhǔn)則損傷模型。
　　(2)使用有限元分析軟件ABAQUS建立單向碳纖維復(fù)合材料二維切削有限元模型，分析碳纖維復(fù)合材料制孔缺陷形成的原因，結(jié)果表明當(dāng)纖維方向為90°時，加工質(zhì)量較好，纖維方向為135°時，加工質(zhì)量較差。
　　(3)基于有限元仿真軟件ABAQUS

3、，建立碳纖維復(fù)合材料旋刨制孔有限元模型，對刨刀的前角對軸向力及孔的出口質(zhì)量的影響進行了仿真研究，最終得出結(jié)論:隨著刨刀前角的增大，刀具所受的軸向力逐漸減小并且孔的出口質(zhì)量逐漸變好。
　　(4)通過對比試驗研究了不同刀具對碳纖維復(fù)合材料制孔時軸向力與孔的加工質(zhì)量，最終得出結(jié)論:在對碳纖維復(fù)合材料進行制孔時，刨刀能大幅度的降低軸向力和提高孔的加工質(zhì)量。
　　(5)研究刀具的前角對碳纖維制孔的影響，在轉(zhuǎn)速為4000r/min、進給