新型國產(chǎn)T800 碳纖維復合材料制孔特性

董慧民, 王 赫, 孟繁星, 耿大喜, 李躍騰, 錢黃海*, 蘇正濤

（1.中國航發(fā)北京航空材料研究院 減振降噪材料及應用技術(shù)航空科技重點實驗室，北京 100095；2.北京航空航天大學機械工程及自動化學院，北京 100191）

航空工業(yè)的飛速發(fā)展帶來的是航空裝備材料與制造技術(shù)的快速進步，而航空裝備制造的復雜性與極端化使得其成為衡量整個高端制造業(yè)水平的一個標準。航空裝備相比一般機械裝備要求更高的可靠性、更高的耐久性。以T800 為代表的高強度模型碳纖維復合材料（T800 carbon fiber reinforced plastic，CFRP）因其比強度大、比剛度大、疲勞性能優(yōu)異等特點而成為新一代復合材料的主選增強材料[1-7]。與傳統(tǒng)金屬零件相比，碳纖維復合材料在飛機制造過程中需要大量的制孔及切邊加工。制孔通常是裝配前的最后一個環(huán)節(jié)，該過程出現(xiàn)零件缺陷將造成極大的損失，并影響裝配效率。

碳纖維材料各向異性、脆性大、層間強度低，在鉆削過程中都極易產(chǎn)生分層撕裂、纖維損失等缺陷，加工質(zhì)量難以保證[8-12]，復合材料制孔的技術(shù)難題引起了國內(nèi)外學者的廣泛關(guān)注。Wang 等[13]使用三尖鉆和多面鉆在普通鉆削（conventional drilling, CD）中對T700CFRP 材料進行了加工特性對比實驗分析。結(jié)果表明：在較低的主軸轉(zhuǎn)速下,多面鉆獲得的孔質(zhì)量要明顯優(yōu)于三尖鉆。Wang 等[14]對不同刃形、鋒角以及有無金剛石涂層的麻花鉆進行了研究，結(jié)果表明，無論是無涂層鉆頭還是金剛石涂層鉆頭，刀具形狀始終是影響鉆孔軸向力和加工質(zhì)量的決定性因素。Xu 等[15]進行了不同參數(shù)下匕首鉆和三尖鉆對傳統(tǒng)CFRP 材料的制孔實驗，結(jié)果表明：進給速度是影響孔表面質(zhì)量的主要因素，匕首鉆更適合對傳統(tǒng)CFRP 材料制孔?！?br>