29、碳纤维复合材料加工中的分层减少与刀具磨损研究

碳纤维复合材料加工中的分层减少与刀具磨损研究

一、碳纤维增强复合材料微钻削分层减少研究

在碳纤维增强复合材料（CFRP）的微钻削过程中，传统的固定方法在高生产率下加工微孔时，不足以防止过度损伤。因此，需要一种改进的夹紧方法，以更有效地挤压CFRP试样。

1. 改进的夹紧方法

• 调整固定板 ：将固定板进行调整，以在垂直方向上提供更高的夹持力，直接将工件压在底部支撑板上。
• 更换顶部支撑材料 ：初步结果显示，使用0.07mm薄铝板时，顶面会产生不理想的损伤程度，因此改用0.2mm厚的铝板来支撑顶面。

2. Taguchi L16实验

为了研究新的夹紧方法，采用了Taguchi L16正交阵列。考虑到高主轴转速的重要性，将转速范围扩展到最大可用的40,000 rpm。此外，由于底部支撑板预计能提供更大的抗推力，进给速度范围选择在1000 - 9000 mm/min之间。每个试验加工50个微孔，并拍摄5张图像进行后期分析。

3. 入口质量分析

• 损伤情况 ：由于使用了0.2mm厚的粘性铝板和杠杆支撑，损伤显著减少。微孔具有足够的圆形度，无热损伤、层间分离和磨损，孔完全钻透。这是因为较厚的铝板防止了钻头的跳动，提高了初始孔位置的精度，并阻止了部件的第一层围绕刀具螺旋。
• 参数影响 ：通过绘制响应图和方差分析表可知，主轴转速是最重要的因素，低于30,000 rpm可能会导