表面铜网结构CFRP铣削加工性能研究

《表面铜网结构CFRP铣削加工性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、数控加工技术cNcMAc州№TEcHNoLoGY表面铜网结构CFRP铣削加工性能研究术ExperimentalStudyonMachiningPerformanceofCFRPLaminateWithCopperMesh上海飞机制造有限公司航空制造技术研究所先进复合材料制造中心龚佑宏韩舒杨霓虹南京航空航天大学机电学院韩胜超周井文陈燕【摘要】表面铜网结构碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)作为防雷击材料在飞机制造等领域广泛应用，但铜网的加入对其加工性能产生一定的影响。通过铣削表面铜网结构CFRP试验探究了不同切削参数对铣削力和切口粗糙度的影响并观察分析了刀

2、具的磨损形式，初步得到了其铣削加工性能评价。关键词：CFRP加工性能切削力表面质量刀具磨损【ABSTRACT】CFRPlaminateswithcoppermesharewidelyusedinaircraftmanufacturingbecauseofitsgoodperformanceinlightningproof,whilecopperinflu—encesthemachiningperformanceofCFRP．Miliingexpefi—mentswereconductedtoidentifytheinfluenceofcuttingpar

3、ametersoncuttingforceandsurfaceroughness．Toolwearwasalsoanalyzed．Keywords：CFRPMachiningperformanceCut-tingforceSurfacefinishToolwearDoI：10．16080／j．issnl671—833x．2015．19．040随着碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)性能的不断提高，其在飞机结构上的应用也越来越广泛。由于CFRP导电性能比金属差，当飞机遭到雷击时，难以将高能量的电流传导出去，从而导致大能量的聚集，破坏材料结构进而影响飞机的安

4、全性能，因此必须对飞机复合材料部件进行有效的雷击防护【l】。表面铜网结构CFRP是一种新型防雷击材料，它将表面胶膜和导电金属网结合为一体，使用中将其铺设在有防雷击要求的CFRP外表面，通过导电金属网将雷击电流传递到机体放电部位即可达到良好雷击防护效果。目前，CFRP制件的成形主要运用近净成形技术，但为了装配等需要成形后仍需进行2次机械加工，如铣边、钻孑L等伫I。由于CFRP属于非金属材料，铜网结构中金属材料的加入一定程度上改变了其切削加工性能。国内外学者已在CFRP切削性能方面做了一些研+基金项目：国家自然科学基金项目(51075210)；“高档数控机床

5、与基础制造装备”国家科技重大专项课题(2012zx删3031)；南京航空航天大学研究生创新基地(实验室)开放基金(KFJJ20110222)。40航空制造技术·2015年第19期究，但对此种新型表面铜网CFRP的切削加工性能研究却非常有限。RedouaneZitoune等研究了表面铜网结构CFRP的钻削加工性能，发现相比于普通CFRP，表面铜网结构CFRP更不易产生分层缺陷p】。为了探究表面铜网结构CFRP的铣削加工性能，设计并进行了一组两因素三水平的全因素试验，通过试验得到了主轴转速和进给速度对切削力和切削质量的影响规律，对刀具的磨损形式进行了分析。1

6、试验方案试验在DMGHSC20linear超声辅助五轴精密加工中心上进行，该机床最大主轴转速42000r／min，最大进给速度5m／min。试验用表面铜网结构CFRP和金刚石涂层硬质合金立铣刀如图1所示，CFRP的性能参数见表l。测力系统为Kistler9272测力计和5070A电荷放大器，加工表面粗糙度测量采用MahrM1型便携式粗糙度测量仪，测量方向为材料的厚度方向。试验系统搭建如图2所示，工件装夹如图3所示。图1表面铜网结构CFRP试验件和加工用立铣刀Fig．1CFRPwithcoppermeshandtools表1CFRP层合板的规格和参数试验模

7、拟生产中的铣边加工、铣削方式为顺铣。切削参数中，轴向切深口，定为CFRP的材料厚度，考虑到CFRP的铣边操作多属于精加工，材料去除量较少，因此cNcMAc州№TEcHNo。。GY数控加工技术图2试验加工和检测系统Fig．2ExperimentalEquipments图3工件装夹图Fig．3Fixationofthecomposites其径向切深a。定为lmm。为探究主轴转速和进给速度对其加工质量的影响，设计了1组两因素三水平的全因素试验。试验因素水平表如表2所示。表2侧铣性能全因素试验水平因素表2试验结果与分析2．1切削力分析根据试验数据得到的切削力随切

8、削参数变化趋势，如图4所示。由图4可知，在主轴转速12000r／min、进给速度