新型國產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.中國航發北京航空材料研究院 減振降噪材料及應用技術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）

航空工業的飛速發展帶來的是航空裝備材料與制造技術的快速進步，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節，該過程出現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生分層撕裂、纖維損失等缺陷，加工質量難以保證[8-12]，復合材料制孔的技術難題引起了國內外學者的廣泛關注。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。結果表明：在較低的主軸轉速下,多面鉆獲得的孔質量要明顯優于三尖鉆。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量的決定性因素。Xu 等[15]進行了不同參數下匕首鉆和三尖鉆對傳統CFRP 材料的制孔實驗，結果表明：進給速度是影響孔表面質量的主要因素，匕首鉆更適合對傳統CFRP 材料制孔。……