比較由CNC技術(shù)和高速機器人技術(shù)制造的碳纖維復合材料構(gòu)件表面粗糙度

比較由CNC技術(shù)和高速機器人技術(shù)制造的碳纖維復合材料構(gòu)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(shù)和高速機器人技術(shù)制造的碳纖維復合材料構(gòu)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(jié)果表明，與高速機床制造結(jié)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(xiàn)后，在45°鋪層方向上，通過高速機械修整獲得的表面質(zhì)量與數(shù)控機床加工得到的表面質(zhì)量相近。此外，表面質(zhì)量與鋪層方向之間存在顯著的相關(guān)關(guān)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(jié)果還表明，切削條件對兩個加工過程的表面質(zhì)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(shù)控機床（CNC）進行碳纖維零件的修形，獲得幾乎相同的表面質(zhì)量和生產(chǎn)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