比較由CNC技術和高速機器人技術制造的碳纖維復合材料構件表面粗糙度

比較由CNC技術和高速機器人技術制造的碳纖維復合材料構件表面粗糙度

碳纖維增強復合材料（CFRP）因為其良好的力學和物理性能正被廣泛應用在航空領域中。碳纖維零件通常是采用模壓或者是近凈成形的，在某些應用中，如機翼和機身面板，仍然是采用修整、銑削和鉆孔等手段使碳纖維材料零件達到其最終形狀和尺寸。本文提出了一種試驗方法來評價在不同試驗條件下由CNC技術和高速機器人技術制造的碳纖維復合材料構件表面粗糙度。

比較了在兩種制造工藝下獲得的表面粗糙度的不同。結果表明，與高速機床制造結果相比，由高速機器人制造得到的輪廓曲線具有較大的軌跡偏差。軌跡偏離效應被折現后，在45°鋪層方向上，通過高速機械修整獲得的表面質量與數控機床加工得到的表面質量相近。此外，表面質量與鋪層方向之間存在顯著的相關關系，無論采用何種加工工藝和切削條件。無論什么加工過程，-〖45〗^°鋪層方向都是表面粗糙度最差的情況，-〖45〗^°鋪層方向的表面粗糙度是〖45〗^°鋪層方向的表面粗糙度的4倍。試驗結果還表明，切削條件對兩個加工過程的表面質量都有顯著影響。

對于表面粗糙度來說，采用高速機器人加工工藝代替數控機床（CNC）進行碳纖維零件的修形，獲得幾乎相同的表面質量和生產率顯著地增長。

刊名：Robotics and Computer-Integrated Manufacturing（英）

刊期：2016年42期:63-72

作者：Mohamed Slamani

編譯：陳若龍