碳纖維復合材料旋刨制孔刀具研究.pdf

1、碳纖維復合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics)由于其特殊的疊層結構、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的有限元仿真及基礎試驗研究，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鍵技術，提出碳纖維復合材料有限元建模方法，著重分析了碳纖維復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準則損傷模型。
　　(2)使用有限元分析軟件ABAQUS建立單向碳纖維復合材料二維切削有限元模型，分析碳纖維復合材料制孔缺陷形成的原因，結果表明當纖維方向為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合材料制孔時軸向力與孔的加工質(zhì)量，最終得出結論:在對碳纖維復合材料進行制孔時，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，在轉速為4000r/min、進給