双锋角钻头钻削碳纤维增强树脂基复合材料研究
刘洋李鹏南陈明邱新义
（湖南科技大学机电工程学院，湘潭411201）
胡立湘
文摘采用双锋角钻头和普通麻花钻对T700碳纤维复合材料(CFRP)进行钻削试验，从钻削轴向力、制孔出口质量和表面粗羧度等方面分析双锋角钻头在不同加工参数下制孔特点，并与普通麻花钻进行对比。试验结果表明：与普通麻花钻对比，双锋角钻头钻削CFRP时钻削轴向力减小约20%，制孔出口质量更好，孔壁的表面粗趋度值减小，体现优异的切削性能更适合CFRP的制孔加工。
关键词双锋角钻头，CFRP，钻削轴向力，出口质量，孔壁表面粗糙度
中图分类号：TG52
D0I:10.3969/j. issn.10072330.2015.06.012
Drilling CarbonFiberReinforcedPlasticsWithDoubleConeDrill
LIUYang
LIPengnan
CHENMing
QIUXinyi
HULixiang
(College of Electromechanical Engineering , Hunan University of Science and Technology, Xiangtan 411201 )
AbstractThe double cone drill and twist drill were used to drill T70o carbon fiber reinforced plastics(CFRP). The drilling axial force, hole exit quality and surface roughness were used to analysis the double cone drill hole making features under different processing parameters. Compared with carbide twist drill, the double cone dill performed excellent cutting performance because of its drlling axial force reduced by about 20%, the hole exit quality is better, and the hole surface roughness is smaller. So, the double cone drill is more suitable for drilling CFRP.
Key wordsDouble cone drill, CFRP, Drilling axial force, Hole exit quality, Surface rough degree
0引言
碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）具有高强度、高阻尼等优异的性能，有显著的各向异性，沿纤维轴方向表现出很高的强度，在航空航天工业等领域应用广泛，CFRP制孔是航空工业复合结构装配过程一项常见而重要的加工工艺")。CFRP的难加工，钻削制孔是CFRP料制造过程中最紫重的机械加工工序之一，制孔合格率直接关系到产品的质量的生产周期(2)。国内外的学者研究发现钻削CFRP分层等制孔缺陷与钻削轴向力密切相关，减小轴向力可以有效减低出口分层缺陷的发生[3-4]。张厚江等[5]提出选择合适的加工参数可降低钻削轴向力从而达到孔出口无撕裂现象，进一步选择合适的钻头刃形，则更容易达到孔出口无撕裂的目标。目前国内外不少研究者通过改变刀具结构来提高制孔质量。Velayudham
和Krishnamurthy[6]采用三种不同刃形的钻头进行了钻削试验。其中硬质合金三尖钻的孔的出、人口缺陷和分层最小，由于特殊的三尖结构导致中心部分没有切削刃，相当于是一个点，确保了钻孔的定位。鲍永杰等[}]对电镀金刚石钻头钻削C/E复合材料进行了研究，其研究结果表明电镀金刚石钻头的加工孔的质量较好，钻削轴向力降低了30%-50%，更适合于C/ E复合材料的加工。张鹏等[8]针对CFRP加工大深度不贯通的方孔，提出来先钻后磨专用的加工工艺。贺虎等[9]对钎焊金刚石套料钻削CFRP进行了研究，结果表明，采用钎焊金刚石套料钻加工CFRP钻削轴向力减小，加工质量也得到了改善。王震等[0]采用 PCD涂层钻头钻削和PCD铣刀铣削方式对CFRP进行加工，试验结果表明PCD铣刀铣削制孔质量好于 PCD涂层钻头钻削制孔。关于双锋角钻头钻削
收稿日期：201508-03
基金项目：国家自然科学基金（51275168）；国家科技重大专项资助（2012ZX04003031）
作者简介：刘洋，1990年出生，硕土研究生，主要从事碳纤维复合材料制孔技术研究工作。E-mail：18711346265@163.com
宇航材料工艺万方数据
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2015年第6期
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