兩種鉆頭高速鉆削碳纖維復合材料時的鉆削力與鉆削溫度對比

劉 洋，李鵬南，陳明，唐思文，楊 進

（湖南科技大學1.機電工程學院；2.機械設備健康維護省重點實驗室，湘潭 411201）

0 引 言

碳纖維復合材料（CFRP）主要是指碳纖維增強聚合物基復合材料和碳纖維增強碳基復合材料，具有高模量﹑高強度等特點，廣泛應用于航空航天﹑軍工等領域［1］。

在碳纖維復合材料的切削加工中，鉆削是使用最多、應用最廣的加工方式，同時也是航空結構件裝配的重要環節［2］。但在傳統鉆削加工常用的硬質合金麻花鉆頭鉆削碳纖維復合材料時，會出現鉆頭耐用度偏低﹑質量無法保證等問題［3］。在鉆削過程中，最先與碳纖維復合材料接觸的是硬質合金麻花鉆頭的橫刃，橫刃為負前角切削，產生的鉆削力占總鉆削力的40%～60%，橫刃增大則鉆削力隨之增大［4］。鉆削力和鉆削溫度是影響制孔質量的重要因素［5］，降低鉆削力和鉆削溫度可以有效地減少孔兩端的毛刺與撕裂、內壁分層、燒傷等損傷［6］。金剛石涂層鉆頭是性能優良的鉆頭，但目前尚缺乏對硬質合金麻花鉆頭與金剛石涂層鉆頭鉆削碳纖維復合材料時軸向力和鉆削溫度的對比分析，以及鉆削軸向力對制孔質量的影響分析，而且國內對鉆削碳纖維復合材料時鉆削溫度的研究很少。為此，作者采用金剛石涂層鉆頭和硬質合金麻花鉆頭分別對碳纖維復合材料進行了鉆削試驗，對兩種鉆頭在鉆削過程中的鉆削軸向力和鉆削溫度進行了對比分析，并研究了鉆削軸向力對制孔質量的影響。……