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碳纤维复合材料钻削温度对孔壁微观形貌的影响分析研究
  • ISSN号:2095-509X
  • 期刊名称:《机械设计与制造工程》
  • 时间:0
  • 分类:TB332[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]福州大学机电工程实践中心,福建福州350116, [2]福州大学机械工程及自动化学院,福建福州350116
  • 相关基金:福建省自然科学基金资助项目(2016J01730);国家自然科学基金资助项目(51375094)
中文摘要:

为解决碳纤维复合材料中因碳纤维和树脂基体的热膨胀系数相差较大,受钻削时所形成的高梯度温度场影响而显著降低孔壁表面质量的难题,采用嵌入式人工热电偶的方法对钻削碳纤维复合材料的硬质合金钻头进行测温试验,试验结果显示:钻削热主要来源于钻头横刃与工件材料的研磨和后刀面与已加工表面的摩擦,随着进给量增大,刀具后刀面的温度逐渐降低;在钻削温度为249.38℃时(超过环氧树脂的玻璃化转变温度),孔壁表面并未发生烧灼现象;随着切削区域温度的升高,树脂基体软化重构涂覆在断裂的碳纤维刃口上,从而导致其孔壁粗糙度下降。研究表明通过控制切削参数可以得到适当的钻削温度,可有效提高钻削的孔壁质量。

英文摘要:

In order to solve the problem that the surface of hole wall is greatly affected by the high gradient temperature field formed in drilling process,it describes the thermal expansion coefficient of carbon fiber and resin matrix in carbon fiber reinforced composites. Using the embedded artificial thermocouple method,it tests the temperature of the carbide bit in drilling CFRP,obtains the heat of drilling distribution from the grinding of the cutting edge and workpiece material and the friction between the flank and the machined surface. As the feed rate increases,the tool flank surface temperature tends to decrease. When the drilling temperature is 249. 38℃,which exceeds the glass-transition temperature,no cauterization occurres on the surface of the hole wall,and high spindle speed results in high cutting temperature at the cutting region. It applies the softening of the resin matrix to the fracture of the carbon fiber edge,decrease the roughness.

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期刊信息
  • 《机械设计与制造工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:东南大学
  • 主办单位:东南大学出版社
  • 主编:汤文成
  • 地址:南京市长虹路445号
  • 邮编:210012
  • 邮箱:mie@vip.sina.com jsjmr@126.com
  • 电话:025-52409751 52408730传
  • 国际标准刊号:ISSN:2095-509X
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1838/TH
  • 邮发代号:28-220
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 中国中国科技核心期刊
  • 被引量:3556