CFRP及其混杂复合材料钻孔毛刺形成与刀具磨损研究

摘要整理

纤维增强复合材料（FRP）因其高比强度、高比刚度、耐腐蚀性强、热膨胀系数低等优异性能，在航空航天和汽车工业等领域得到广泛应用。钻孔是聚合物复合材料层板工业加工中最常用的工艺，用于结构连接。然而，由于纤维的非均质性和各向异性特征，在FRP材料中钻孔面临巨大挑战。复合材料层板的异质性和各向异性导致分层、孔缩小、毛刺和刀具磨损等多种损伤。本研究成功制备了碳纤维增强复合材料（CFRP）/芳纶纤维增强复合材料（AFRP）混杂复合材料（C-AFRP），重点研究了其钻孔特性，包括毛刺生成和刀具磨损。在相同工艺条件下（切削刀具、主轴转速、进给速度），首次对比分析了CFRP和C-AFRP的钻孔特性。实验结果表明，与CFRP相比，C-AFRP具有更高的拉伸强度和更好的钻孔特性（推力小、刀具磨损少）。作为轻质高强结构材料，C-AFRP混杂复合材料经过简单的钻孔毛刺处理后，在汽车和航空航天工业中具有巨大的应用潜力。

相关论文