硬质合金钻头钻削碳纤维增强复合材料工艺

李桂玉^1,2，李剑峰^1,2，孙杰^1,2，李卫东³

1. 山东大学机械工程学院2. 山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室3. 中航工业集团成都飞机工业(集团)有限责任公司

摘 要：针对双向编织碳纤维增强复合材料钻孔过程中存在的生产效率低,易出现毛刺、撕裂、脱层缺陷等工艺难题,通过设计正交实验和单因素实验进行硬质合金钻头钻削双向编织碳纤维增强复合材料的研究,获得钻削力F随主轴转速n和进给量fr的变化规律。结果表明,轴向力随着进给量fr增加而增大,且进给量fr对轴向力的影响大于主轴转速n的影响,并进一步建立钻削力与转速以及进给量的之间关系式Fz=2 298.472n-0.290fr0.115;通过n和fr即可大致预测钻孔出口侧的撕裂长度:l=-28.5n-0.290fr0.115+3.485;孔壁表面粗糙度随轴向力增加呈小幅下降趋势。这些研究结果可对双向编制碳纤维增强复合材料钻削力和加工质量进行预估,为钻削加工参数的初选提供依据。

关键词：双向编织复合材料;钻削力;出口撕裂;孔壁形貌;