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碳纤维增强树脂基复合材料制孔技术研究现状与展望 被引量:131
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作者 陈燕 葛恩德 +2 位作者 傅玉灿 苏宏华 徐九华 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期301-316,共16页
碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有优越的物理和力学性能,已在航空制造工业中得到大量应用。在主承力结构中,CFRP与金属材料的连接通常为机械连接。然而,CFRP的各向异性严重影响了其制孔质量。由于CFRP和金属具有截然不同的材料属性,C... 碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有优越的物理和力学性能,已在航空制造工业中得到大量应用。在主承力结构中,CFRP与金属材料的连接通常为机械连接。然而,CFRP的各向异性严重影响了其制孔质量。由于CFRP和金属具有截然不同的材料属性,CFRP/金属叠层结构制孔技术成为飞机装配过程中的一大难题。本文首先阐述了CFRP及其叠层结构在切削过程中的切屑形成机制、钻削力和钻削热的研究现状;其次,剖析了钻削过程中典型加工损伤,如毛刺与撕裂、分层缺陷及孔壁表面损伤的产生原因和影响因素;然后,介绍了CFRP制孔刀具材料和几何结构的优化设计研究进展,并综述了螺旋铣孔、变工艺参数钻削、"以磨代钻"和振动辅助制孔等多种CFRP及其叠层结构加工新技术及钻削过程的仿真研究。最后,借鉴钎焊工具和超声振动技术的独特优势,提出了磨粒有序排布钎焊金刚石工具的超声振动加工构想,以达到CFRP及其叠层结构的精密高效制孔加工这一目的。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂基复合材料 叠层结构 钻削 加工缺陷 金刚石工具
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钻头与钻削研究的历史、现状与发展趋势 被引量:26
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作者 熊良山 师汉民 陈永洁 《工具技术》 北大核心 2005年第8期11-14,共4页
介绍了钻头及钻削研究的主要领域和关键技术,回顾了钻头几何设计和钻削力建模研究的历史和现状,论述了钻头与钻削研究的发展趋势。
关键词 钻头 钻削 几何设计 钻削力建模 发展趋势 钻削 历史 现状 建模研究
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旋转超声钻削的切削力数学模型及试验研究 被引量:37
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作者 张承龙 冯平法 +1 位作者 吴志军 郁鼎文 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第15期149-155,共7页
通过分析硬脆材料脆性断裂去除机理和旋转超声加工特点,确定旋转超声加工时单颗磨粒的切削时间、切削深度、切削速度及切削轨迹长度,建立旋转超声恒进给率钻削硬脆材料的切削力数学预测模型。光学玻璃加工试验研究表明,切削力随进给速... 通过分析硬脆材料脆性断裂去除机理和旋转超声加工特点,确定旋转超声加工时单颗磨粒的切削时间、切削深度、切削速度及切削轨迹长度,建立旋转超声恒进给率钻削硬脆材料的切削力数学预测模型。光学玻璃加工试验研究表明,切削力随进给速度的增大而增大,随主轴转速的提高而减小;在高进给速度条件下,切削力对主轴转速的变化更为敏感,在低主轴转速条件下,切削力对进给速度的变化更为敏感;从而很好地验证了已建立的切削力数学预测模型。旋转超声加工和普通加工的对比试验表明,旋转超声钻削加工可以有效降低切削力,一定程度上减小出孔崩边尺寸,从而提高加工效率、降低加工成本。根据旋转超声加工的表面粗糙度值略高于普通加工,提出硬脆材料脆性断裂去除时磨粒实际切削深度决定加工表面粗糙度的判断。 展开更多
关键词 旋转超声加工 钻削 切削力 数学模型 崩边尺寸 表面粗糙度
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超声波振动钻削微小孔的研究 被引量:22
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作者 王立江 张明 赵继 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第6期16-20,共5页
对采用超声波振动钻削微小孔时钻头的寿命、出口毛刺和加工表面粗糙度等问题进行了研究。结果表明,超声波振动钻削明显优于普通钻削。
关键词 超声波振动 钻削 微小孔 钻头
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深孔加工技术的研究综述及发展趋势 被引量:27
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作者 蒋超猛 张弓 +2 位作者 王映品 陈贤帅 于兰英 《机床与液压》 北大核心 2015年第11期173-177,共5页
从钻杆力学行为、深孔加工工艺、深孔钻削监测等方面综述了深孔加工技术的发展现状,并由此介绍了深孔加工机床的发展现状,指出了其中存在的技术问题。最后根据最新技术特点和工业生产需要指出了深孔加工技术未来的发展趋势。
关键词 深孔加工 钻削 综述
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碳纤维复合材料高质量孔的钻削 被引量:18
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作者 张厚江 陈五一 +1 位作者 樊锐 陈鼎昌 《航空制造技术》 北大核心 2004年第3期55-57,共3页
探讨了获得钻削碳纤维复合材料高质量孔的两个关键因素:保持钻头切削刃的良好锋利性和采用高的钻削速度。指出了采用厚膜CVD金刚石钻头进行高速钻削加工是获得高质量孔的良好方法。
关键词 碳纤维复合材料 钻削 加工质量 孔加工 金刚石钻头 硬质合金钻头
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树脂固化温度与纤维铺设方式对C/E复合材料制孔质量的影响 被引量:26
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作者 王奔 高航 郭东明 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期19-25,共7页
在碳纤维树脂复合材料制备及加工过程中均较容易产生各种缺陷,并影响构件最终的加工质量及使用性能。为研究碳纤维树脂复合材料制备过程中产生的缺陷对制孔出口质量的影响,提出一种通过改变预浸料固化温度模拟材料制造缺陷的方法,并对... 在碳纤维树脂复合材料制备及加工过程中均较容易产生各种缺陷,并影响构件最终的加工质量及使用性能。为研究碳纤维树脂复合材料制备过程中产生的缺陷对制孔出口质量的影响,提出一种通过改变预浸料固化温度模拟材料制造缺陷的方法,并对不同温度固化和不同方式铺设的样件进行了模拟制孔试验,分析剩余刚度对材料内部缺陷扩展及制孔出口质量的影响。结果表明,材料的固化温度对制孔出口缺陷存在较大的影响,表明材料的制造缺陷将对制孔质量产生影响;只有当固化温度高于140℃时,单纤维层的加工质量才较为理想;对于按0°/90°/0°/90°方式铺设的未加工材料,由于其剩余刚度较大,制孔过程不产生内部缺陷扩展的最低固化温度可为100℃。 展开更多
关键词 复合材料 碳纤维 树脂 固化温度 钻削 缺陷
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微小孔加工技术现状及发展趋势 被引量:23
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作者 唐英 崔华胜 +2 位作者 崔咏琴 周友来 张显斌 《新技术新工艺》 2007年第2期52-54,共3页
微小孔广泛地应用于各个领域,人们不仅对于提高微小孔加工质量、效率、降低加工成本有着迫切的需求,而且还要在各种难加工材料上进行微小孔加工,因而发展出多种微小孔加工技术。本文分析了微小孔加工的技术难点,综述了目前常用的钻削等... 微小孔广泛地应用于各个领域,人们不仅对于提高微小孔加工质量、效率、降低加工成本有着迫切的需求,而且还要在各种难加工材料上进行微小孔加工,因而发展出多种微小孔加工技术。本文分析了微小孔加工的技术难点,综述了目前常用的钻削等机械加工微小孔的方法和激光、电火花、超声等特种加工微小孔的方法,并着重介绍了它们的原理、特点、发展现状以及未来的发展趋势。 展开更多
关键词 微小孔 钻削 激光加工 电火花加工 超声加工
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微小孔钻削加工的难点及其技术对策 被引量:21
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作者 杨兆军 王勋龙 杨兆华 《机械工程师》 北大核心 1997年第5期15-16,共2页
揭示了微小孔钻削加工的主要技术难点,分析介绍了国内外目前在工程上主要采用的有效工艺方法和有实际应用前景的新型工艺方法。
关键词 微小孔 钻削 孔加工
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超声波振动钻削微孔的横刃入钻特性 被引量:18
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作者 张德远 王立江 张明 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第12期947-950,共4页
一、引言 微小深孔钻削存在着钻头刚性差这一致命问题,在钻头接触工件表面这一入钻瞬间,由于各种误差的作用而产生的侧向不平衡干扰力很容易使钻头端部产生侧向偏移,使孔的位置精度和尺寸精度下降。目前,虽然某些学者对入钻过程进行了... 一、引言 微小深孔钻削存在着钻头刚性差这一致命问题,在钻头接触工件表面这一入钻瞬间,由于各种误差的作用而产生的侧向不平衡干扰力很容易使钻头端部产生侧向偏移,使孔的位置精度和尺寸精度下降。目前,虽然某些学者对入钻过程进行了研究。 展开更多
关键词 钻削 微孔 钻头 横刃 超声波
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麻花钻的数学建模及钻削过程有限元分析 被引量:17
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作者 韩荣第 杨昌琪 吴健 《工具技术》 北大核心 2008年第4期52-58,共7页
为预测麻花钻的几何参数及钻削用量对钻削力和钻削温度的影响,通过对标准麻花钻的几何造型及锥面磨法的研究,用UG做了3D实体模型,基于Deform3D建立了有限元模型,并对钻削过程的钻削力和钻削温度的分布做了仿真研究。结果表明,扭矩、轴... 为预测麻花钻的几何参数及钻削用量对钻削力和钻削温度的影响,通过对标准麻花钻的几何造型及锥面磨法的研究,用UG做了3D实体模型,基于Deform3D建立了有限元模型,并对钻削过程的钻削力和钻削温度的分布做了仿真研究。结果表明,扭矩、轴向力和切削温度均随麻花钻的直径增加而增大,随进给量的减小而降低。 展开更多
关键词 钻削 UG 3D建模 有限元仿真
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SiC颗粒增强铝基复合材料的超声振动钻削试验研究 被引量:22
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作者 许幸新 张晓辉 +1 位作者 刘传绍 赵波 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第21期2573-2577,共5页
在分析振动切削基本原理的基础上,采用了超声振动钻削的方法对金属基复合材料进行孔加工。借助自行研制的超声钻削设备,通过使用不同材质的硬质合金麻花钻,对两种不同含量的SiC颗粒增强铝基复合材料进行了普通钻削与超声振动钻削的对比... 在分析振动切削基本原理的基础上,采用了超声振动钻削的方法对金属基复合材料进行孔加工。借助自行研制的超声钻削设备,通过使用不同材质的硬质合金麻花钻,对两种不同含量的SiC颗粒增强铝基复合材料进行了普通钻削与超声振动钻削的对比试验。从复合材料的破碎形式、超声振动钻削力、钻头磨损以及孔的加工质量等4个方面对超声振动钻削复合材料的特性进行了研究。结果表明,轴向超声振动钻削能够提高入钻的定位精度及孔的表面质量,有效地改善钻头横刃的磨损,同时,钻削扭矩较普通钻削降低约30%。 展开更多
关键词 超声振动 钻削 复合材料 切削特性
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振动钻削的国内外研究状况和发展趋势 被引量:12
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作者 王立平 杨叔子 +1 位作者 杨兆军 王立江 《机械设计与制造工程》 1999年第2期1-4,共4页
概述了提高孔加工质量的重要性,评述了振动钻削的国内外研究状况,归纳了国内外主要专家学者的理论、方法和研究成果,并且展望了振动钻削研究的前沿问题和发展趋势。
关键词 钻削 振动钻削 孔加 振动切削 发展趋势
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碳纤维复合材料/钛合金叠层板钻孔有限元仿真研究 被引量:20
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作者 金晓波 康万军 +1 位作者 曹军 徐颖翔 《工具技术》 北大核心 2015年第1期24-28,共5页
由碳纤维复合材料和钛合金组成的叠层材料加工越来越受到飞机制造业的青睐。对该材料的加工需要钻削大量的连接孔。本文基于有限元仿真,分别针对CFRP/Ti叠层板和CFRP单板进行钻孔模拟,分析切削参数对轴向力和加工质量的影响。结果表明,... 由碳纤维复合材料和钛合金组成的叠层材料加工越来越受到飞机制造业的青睐。对该材料的加工需要钻削大量的连接孔。本文基于有限元仿真,分别针对CFRP/Ti叠层板和CFRP单板进行钻孔模拟,分析切削参数对轴向力和加工质量的影响。结果表明,采用大的主轴转速和小的进给速度能够减小碳纤维复合材料部分的轴向力,从而改善其出口质量。此外,在碳纤维复合材料下添加金属衬板,也可以有效地减小其出口分层。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 钛合金 钻削 有限元仿真
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碳纤维复合材料切削加工技术研究进展 被引量:20
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作者 陈涛 苗光 李素燕 《哈尔滨理工大学学报》 CAS 北大核心 2016年第2期71-77,共7页
碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced composite,CFRP)具有独特的轻质、高强、高硬、耐高温等特性,广泛应用于航空航天领域.然而,随着CFRP由次承力结构件转为主承力结构件,其切削加工问题日益凸显.文中阐述了CFRP切屑形成机制、切... 碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced composite,CFRP)具有独特的轻质、高强、高硬、耐高温等特性,广泛应用于航空航天领域.然而,随着CFRP由次承力结构件转为主承力结构件,其切削加工问题日益凸显.文中阐述了CFRP切屑形成机制、切削力、切削热、刀具磨损和加工缺陷研究现状,总结了钻削、铣削时的加工参数和刀具参数对切削力、切削热和刀具磨损的影响.剖析了CFRP加工过程中分层、撕裂和毛刺缺陷产生的原因和影响因素,介绍了刀具材料和结构的研究进展.并综述了螺旋铣孔、超声振动辅助加工、以磨代钻制孔等CFRP加工的新工艺特点及应用,同时指出了CFRP切削加工有待进一步解决的问题. 展开更多
关键词 碳纤维复合材料(CFRP) 切削加工 钻削 铣削 加工缺陷
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航空复杂壳体零件深孔加工技术研究 被引量:18
16
作者 张晓东 韩策 《航空制造技术》 2017年第15期50-57,共8页
深孔加工在航空制造业中具有广泛需求,是加工难度最大的工序之一。复杂壳体零件是航空发动机的关键部件,其深孔加工质量直接影响航空发动机的服役性能和使用寿命。以航空复杂壳体零件为对象,针对航空复杂壳体零件深孔加工的工艺特点及难... 深孔加工在航空制造业中具有广泛需求,是加工难度最大的工序之一。复杂壳体零件是航空发动机的关键部件,其深孔加工质量直接影响航空发动机的服役性能和使用寿命。以航空复杂壳体零件为对象,针对航空复杂壳体零件深孔加工的工艺特点及难点,就目前现有深孔加工方法、深孔钻削力学、深孔钻削切屑形态与排屑方法、深孔加工在线监控及深孔加工设备等方面关键技术进行综述,并探讨了深孔加工未来的发展趋势。 展开更多
关键词 深孔加工 钻削 加工系统 复杂壳体
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精密微小孔加工技术进展 被引量:14
17
作者 马星辉 高国富 +1 位作者 赵波 董小磊 《电加工与模具》 2008年第5期13-18,共6页
介绍了国内外精密微小孔加工技术的现状、应用和发展方向,并列举了多种加工方法,包括传统机械加工、特种加工和复合加工。重点介绍了特种加工技术在精密微小孔加工中的应用,由于其加工精度高、生产成本低、应用范围广,特别适合于加工硬... 介绍了国内外精密微小孔加工技术的现状、应用和发展方向,并列举了多种加工方法,包括传统机械加工、特种加工和复合加工。重点介绍了特种加工技术在精密微小孔加工中的应用,由于其加工精度高、生产成本低、应用范围广,特别适合于加工硬脆等难加工材料,因而是精密微小孔加工的发展方向。同时,还针对不同微小孔加工方法中的不足,介绍了相应的解决办法。 展开更多
关键词 精密微小孔 特种加工 复合加工 钻削
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TC4钛合金钻削力和钻削温度仿真研究 被引量:13
18
作者 田卫军 李郁 何扣芳 《机床与液压》 北大核心 2014年第21期161-163,共3页
为了提高TC4钛合金的可钻削性,采用有限元分析软件Advant Edge建立TC4钛合金铣削加工有限元模型,分析工件和刀具上的温度分布规律,获得了钻削加工过程中钻削参数对钻削力和钻削温度的影响规律。结果表明:钻削TC4钛合金时最高温度出现在... 为了提高TC4钛合金的可钻削性,采用有限元分析软件Advant Edge建立TC4钛合金铣削加工有限元模型,分析工件和刀具上的温度分布规律,获得了钻削加工过程中钻削参数对钻削力和钻削温度的影响规律。结果表明:钻削TC4钛合金时最高温度出现在切屑上;钻削力随着主轴转速和进给量的增加而增大,随着钻头直径的增大而减小;钻削温度随着主轴转速、进给量和钻头直径的增加而增大。 展开更多
关键词 钻削 TC4钛合金 钻削 钻削温度
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CFRP制孔加工技术的研究进展与发展趋势 被引量:14
19
作者 付鹏强 蒋银红 +2 位作者 王义文 许成阳 周丽杰 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期32-45,共14页
碳纤维增强树脂基复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)因具有优异的物理和力学性能已广泛应 用于航空、航天和汽车等领域的结构件制造。然而,CFRP 材料和金属材料的属性截然不同,具有非匀质性和各向 异性,在制孔加工过程中... 碳纤维增强树脂基复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)因具有优异的物理和力学性能已广泛应 用于航空、航天和汽车等领域的结构件制造。然而,CFRP 材料和金属材料的属性截然不同,具有非匀质性和各向 异性,在制孔加工过程中,极易产生分层、撕裂、毛刺等缺陷,严重影响其制孔质量。因此,CFRP-金属叠层结构制 孔技术成为飞机连接装配过程中的一大难点。本文归纳了近年来 CFRP 钻削加工机理的研究现状,总结出 CFRP 切屑形成机理与纤维方向角的关系,轴向钻削力和钻削温度与刀具形状、工件材料和工艺参数之间的关系;分析了 CFRP 钻削过程中分层、毛刺、撕裂等典型加工缺陷的产生原因、检测和评价方法及抑制措施;探讨了 CFRP 制孔刀具材料、几何结构及仿真研究方面的最新进展,提出建立准确可靠的 CFRP 材料本构模型是钻削加工 模拟仿真技术研究的关键;通过对变工艺参数钻削加工、机器人自动制孔加工及吸气式内排屑钻削加工等新型 CFRP 制孔加工技术的介绍,展望了 CFRP 制孔技术的发展趋势。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂基复合材料 钻削 加工缺陷 制孔刀具 钻削模拟仿真
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麻花钻磨损特性的研究 被引量:11
20
作者 王西彬 雷红 《工具技术》 北大核心 1999年第3期11-14,共4页
通过对调质合金结构钢的大量钻削试验,研究了麻花钻磨损区的图形特征和磨损机理以及钻头失效与磨损图形参数、钻头切削寿命与钻削速度的关系。结果表明,麻花钻的磨损具有非线性特征,钻头转角和主刀刃及横刃区有两个显著不同的磨损区... 通过对调质合金结构钢的大量钻削试验,研究了麻花钻磨损区的图形特征和磨损机理以及钻头失效与磨损图形参数、钻头切削寿命与钻削速度的关系。结果表明,麻花钻的磨损具有非线性特征,钻头转角和主刀刃及横刃区有两个显著不同的磨损区,随钻削速度的提高,这两个磨损区的特征差异及磨损带宽度之比明显增大。在钻削速度较低、钻头失效时,两个磨损区为较均衡的磨粒磨损和粘结磨损;钻削速度较高时,转角区剧烈的粘结磨损和氧化磨损使钻头加快失效,而主刀刃及横刃上的磨损却很小。受此影响,麻花钻的磨钝标准、耐用度问题较为复杂,钻头的寿命(T)-速度(V)曲线的泰勒特性范围很窄。 展开更多
关键词 麻花钻 磨损 耐用度 钻削 钻头
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