玻璃纤维碳纤维芳纶纸蜂窝板铣削实验研究

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1、学校编码10390分类号TG506.7学号201211802004密级硕士学位论文玻璃纤维順纤维芳纶纸蜂窝板铣削实验研宄指导教师:作者姓名：于东民申请学位级别:硕士学科专业:机械设i十及理论研究方向:论文提交曰期:2015年4月7日论文答辩日期:2015年6月1日学位授予单位:集美大学学位授予日期:答辩委员会主席:李钟慎教授论文评阅人:学术诚信声明兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。本人依法享有和承担由此论文产生的权利和

2、责任。声明人（签名）：么、衣、时间：»./•汐保护知识产权声明本人完全了解集美大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意集美大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。作者（签名）:导师(签名）:时间:>^丨丁、^硕士学位论文玻璃纤维/碳纤维芳纶纸蜂窝板铣削实验研究ExperimentalStudyonMillingGlassFiber/CarbonFiberAramidPaperHoneycombPanel学

3、科门类：工学作者姓名：于东民指导教师：刘菊东教授学科专业：机械设计及理论研究方向：学位授予单位：集美大学论文答辩日期：2015年6月1日玻璃纤维/碳纤维芳纶纸蜂窝板铣削实验研究摘要纤维复合材料蜂窝板是当前航空航天与军工领域炙手可热的一类先进复合材料，具有质量轻、比强度高、比刚度大、隔热减震、耐冲击等特点，是当前高强轻质结构材料的翘楚，它的出现推动了机械轻量化发展，现广泛应用于航空航天、列车、船舶、建筑装修等领域。但该类材料切削加工性差，是典型的难加工材料，随着材料的广泛应用，其难加工性与使用需求之间的矛盾日益突出。本文以玻璃纤维/碳纤维芳纶纸

4、蜂窝板铣削实验为基础，对铣刀优选、铣削用量优化、刀具磨损及蜂窝板表面加工质量进行了研究，建立了刀具磨损的数学模型，其主要研究工作及结论如下：（1）通过铣刀优选实验，对比分析了不同刃形铣刀的切削性能。结果表明：与普通硬质合金铣刀相比，CVD金刚石薄膜涂层铣刀磨损小、蜂窝板表面加工质量高；但与人字齿CVD金刚石薄膜涂层铣刀相比，菱齿CVD金刚石薄膜涂层铣刀切削效果更好。（2）通过单因素实验，研究了铣削用量对刀具磨损与蜂窝板表面加工质量的影响规律，分析了纤维方向对纤维切削效果的影响以及刀具的磨损机理。结果表明：随着主轴转速、铣削宽度的增大或工件进给

5、速度的减小，刀具后刀面磨损均随之增大；随着铣削宽度的增大或工件进给速度的减小，玻璃纤维毛刺长度均随之增大。0°玻璃纤维的切削变形以层间分离和弯曲剪切为主，90°玻璃纤维的切削变形以剪切断裂为主。普通硬质合金铣刀的磨损失效以磨粒磨损为主，CVD金刚石薄膜涂层铣刀的磨损失效以磨粒磨损和涂层脱落为主。（3）通过正交实验，优化了铣削用量组合，并根据正交实验结果，建立了刀具磨损模型。结果表明：铣削宽度对刀具后刀面磨损及玻璃纤维毛刺长度影响显著，工件进给速度对普通硬质合金铣刀的后刀面磨损影响显著。在主轴转速n=5500r/min，工件进给速度vf=250

6、mm/min，铣削宽度ae=1mm时，刀具磨损最小，蜂窝板表面加工质量高；经回归分析得到的刀具磨损模型准确度较高，能够反映蜂窝板铣削加工时刀具磨损与铣削用量之间的关系，为铣削工艺参数的制订提供了依据。（4）通过刀具使用寿命实验，研究了普通硬质合金铣刀和菱齿CVD金刚石薄膜涂层铣刀的刀具寿命。从刀具磨损角度看，金刚石涂层铣刀寿命是普通硬质合金铣刀的5倍左右；但从纤维切削效果看，金刚石涂层铣刀寿命是普通硬质合金铣刀的14倍左右。关键词玻璃纤维/碳纤维芳纶纸蜂窝板；刀具磨损；加工质量；参数优化；数学模型IExperimentalStudyonMil

7、lingGlassFiber/CarbonFiberAramidPaperHoneycombPanelAbstractFibercompositehoneycombpanelhasbeenoneofthehottestcompositesinpresentaerospaceandmilitaryfields,whichhavingexcellentpropertiessuchaslightweight,highspecificstrengthandstiffness,heatinsulationandshock-absorbing,resis

8、tanceimpact,etc.Itisregardedasoneofthebestmaterialswithhighstrengthandlightweight,