基于复合材料钻削缺陷容差值的工艺参数优化

李桂玉^1,2，汪海晋¹，孙杰¹，李剑峰¹，李卫东³

1. 山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室2. 东营职业学院石油装备与机电工程学院3. 成都飞机工业(集团)有限公司

摘 要：为实现复合材料层合板在一定钻削缺陷容差值内的工艺参数优化,首先利用SEM对复合材料的组织结构进行测试分析,获得了复合材料层合板的截面形貌和特征尺寸。然后进行钻削加工正交实验,测试了不同加工参数下的钻削轴向力和扭矩,对钻孔过程中产生的分层、撕裂和孔壁圆度误差等缺陷进行测量,分析了缺陷产生的机制,并对测量结果进行非线性拟合得到缺陷的变化规律。通过建立钻削缺陷与轴向力及扭矩偏差的关系,获得了轴向力和扭矩偏差的临界范围。最后以钻头的主轴转速、每转进给量及钻头结构参数中的横刃偏心系数为决策变量,以获得最大材料去除率为优化目标,以钻削缺陷容差值为约束条件,建立了复合材料钻削加工的参数优化模型。使用MATLAB软件进行工艺参数优化,在保证复合材料钻削质量的前提下,得到了能够实现最大生产效率的钻削参数。

关键词：钻削缺陷;分层;撕裂;工艺参数;优化;复合材料;