玻璃纤维/碳纤维芳纶纸蜂窝板铣削实验研究

发布时间：2023-04-02 04:37

　　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...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 蜂窝板研究现状
        1.2.1 蜂窝板的发展及应用
        1.2.2 蜂窝板成型方法
    1.3 蜂窝板切削加工研究现状
    1.4 蜂窝板切削加工存在的主要问题
    1.5 本研究的主要内容及意义
第2章 材料切削加工特性分析与铣刀优选实验
    2.1 材料切削加工特性分析
        2.1.1 玻璃纤维和碳纤维的性能特点
        2.1.2 玻璃纤维和碳纤维的切削特点
        2.1.3 芳纶纸蜂窝芯的切削特点
    2.2 刀具选择分析
        2.2.1 刀具材料选择
        2.2.2 刀具刃形选择
    2.3 铣刀优选实验
        2.3.1 实验条件
        2.3.2 实验方案
        2.3.3 实验结果与分析
        2.3.4 铣刀优选
    2.4 本章小结
第3章 单因素实验与刀具磨损机理研究
    3.1 实验方案设计
    3.2 刀具后刀面磨损实验结果与分析
        3.2.1 主轴转速对后刀面磨损的影响
        3.2.2 工件进给速度对后刀面磨损的影响
        3.2.3 铣削宽度对后刀面磨损的影响
    3.3 蜂窝板表面加工质量实验结果与分析
        3.3.1 铣削用量对表面加工质量的影响
        3.3.2 纤维复合材料的切断机理
        3.3.3 纤维方向对玻璃纤维切削的影响
    3.4 刀具磨损机理分析
    3.5 本章小结
第4章 刀具磨损与表面加工质量的正交实验研究
    4.1 正交实验方案设计
        4.1.1 实验条件
        4.1.2 方案设计
        4.1.3 分析方法
    4.2 刀具后刀面磨损实验结果与分析
        4.2.1 后刀面磨损的直观分析
        4.2.2 后刀面磨损的方差分析
    4.3 蜂窝板铣削加工表面质量实验结果与分析
        4.3.1 蜂窝板铣削加工表面形貌
        4.3.2 玻璃纤维毛刺的直观分析
        4.3.3 玻璃纤维毛刺的方差分析
    4.4 铣削用量的优化分析
    4.5 优化方案的毛刺预估
        4.5.1 数学建模
        4.5.2 毛刺长度点估计
    4.6 刀具磨损模型的建立与检验
        4.6.1 数学建模
        4.6.2 多元线性回归分析
        4.6.3 反求模型的回归系数
        4.6.4 刀具磨损模型检验
    4.7 优化方案的实验验证
    4.8 本章小结
第5章 刀具使用寿命实验研究
    5.1 实验方案设计
    5.2 刀具使用寿命实验结果与分析
    5.3 蜂窝板表面加工质量与分析
    5.4 本章小结
第6章 研究与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
在学期间发表的学术论文



本文编号：3778550