碳纤维增强复合材料与钛合金钻孔技术研究进展.pdf

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1、RESEARCH研究论文碳纤维增强复合材料与钛合金钻孔技术研究进展术刘振旺1，秦旭达1，田利成1，张笑字1，吴强2(1．天津大学机械工程学院，天津3(1()()72；2．美国肯纳金属有限公司，美国)【摘要】随着中国提出“中国制造2025”发展战略，以及数字化自动装配技术的广泛应用，对于钛合金、碳纤维增强复合材料(carbonfiberreinforcedplastics，CFRP)的钻孔加工提出更高的要求．从钛合金、碳纤维增强复合材料的钻孔切削加工特性出发，对传统钻孔加工中，在孔加工质量、钻孔刀具两方面近些年来一些研究成果进行总结

2、，简述了碳纤维增强复合材料、钛合金的钻孔技术研究状况，并指出未来研究的重点与关注点，将对这两种材料实际钻孔加工具有指导借鉴意义，提高航空产品制造及装配效率、关键词：钛合金；碳纤维增强复合材料；钻孔刀具；孔加工质量ResearchProgressofDrillingTechnologyofCarbonFiberReinforcedPlastic(CFRP)andTitaniumAlloyLIUZhenwan91，QINXuda’，TIANLicheng‘，ZHANGXiaoyu‘，WUQian92(1．SchoolofMechani

3、calEngineering，TianjinUniversity，Tianjin300072，China；2．KennametalCo．，Ltd．，USA)lABSTRACTlWith“MadeinChina一2025”developmentstrategyisputforward，anddigitalautomaticassemblytechnol—ogyiswidelyusedatthesametime，thedrillingtechnologyoncarbonfiberreinforcedplastic(CFRP)andti

4、taniumalloyisputforwardhigherrequirements．Inthispaper，someresearchontheholedrillingquality,toolofthedrillingontitaniumal-loyandCFRPinrecentyearsweresummarized，providedknowledgeontheresearchoftitaniumalloyandCFRP,andalsohasmeaningusingforreperencetoactualdrilling．Keywo

5、rds：Titaniumalloy；CFRP；Drillingtool；DrillingqualityDOhl0．16080／j．issnl671-833x．2016．17．071中国迎来“中国制造2025”新的制造改革起点，航空制造业发展也面临新的更高要求。随着航空T业发展，由于钛合金比强度高、耐腐蚀⋯，而碳纤维增强复合材料(CFRP)具有重小、刚性好和强度高等特点【2】，这两种材料得到广泛的应用【3】?钛合金及碳纤维增强复合材料应用对一个国家的发展具有重要的意义ll-21．甚至钛合金的应用水平被用来衡量一个国家的国际地位水平，

6、同时钛合金也被称为21世纪的战略金属【2I。碳纤维增强复合材料(CFRP)是20世纪60年代中期出现的一种新型先进的航空材料川。钛与复合材料匹配性好使得一体化钻孔成为可能，以两者结合构成的叠层结构钻孑L被广泛关注，但叠层结构是由钛合金和复合材料两种特性不同的材料构成，其加工钻孑L过程中需要针对每一种材料特性加工，将会是今后研究的重+基金项目：国家自然科学基金面上项目(51275345)；天津大学与肯纳金属(美国)有限公司合作项目点HJ：难加T材料广泛应用使得制造技术得以快速发展【3l，同时也进人了以发展高速切削、开发新的切削工艺和

7、加T方法、提供成套技术为特征的发展新阶段15l。其中在飞机钻孔中应用的制孑LT艺主要有传统钻孔工艺、啄钻T艺和自动进给钻钻孑LT艺。传统的钻孑LT．艺应用比较成熟，其T艺与另外两种T艺相比，在孑L加7-．质量方面较差。相比自动进给钻，传统钻孔耗费的时间成本比较大：传统的钻孑L工艺包括钻孑L、扩孑L、铰孔等，加]_钛一复合材料叠层结构时，大约花费时间30min，而采用自动进给钻加工时，所需时间成本缩减为lmil3，并且钻孔质量明显提高，但是自动进给钻的价格昂贵，成本比较大，这也是目前在航空制造业使用传统钻孑LT艺的原因之一[61自动

8、进给钻加T会是未来航空制造业巾主要应用的钻孑LT艺之f7『2016年第17期·航审制造技术71研究论文啄钻，顾名思义，是用类似啄木鸟啄虫的方式加T孔，属于问歇断屑方式。相比于传统钻孔T艺，降低了切屑对于已加T孔壁、孑L人口等的二次损伤影响，从而使孔