机械工程学报 ›› 2019, Vol. 55 ›› Issue (5): 223-231.doi: 10.3901/JME.2019.05.223
王义文1, 许成阳1, 许家忠2, 刘献礼1
收稿日期:
2018-03-19
修回日期:
2018-08-28
出版日期:
2019-03-05
发布日期:
2019-03-05
通讯作者:
王义文(通信作者),男,1972年出生,博士,教授。主要研究方向为数控加工、机械加工表面的无损检测、机电产品的设计和开发及复合材料的钻削加工。E-mail:13946030110@126.com
作者简介:
许成阳,男,1989年出生,博士研究生。主要研究方向为碳纤维复合材料吸气式自排屑钻削加工。E-mail:xuchengyang1989101@163.com
基金资助:
WANG Yiwen1, XU Chengyang1, XU Jiazhong2, LIU Xianli1
Received:
2018-03-19
Revised:
2018-08-28
Online:
2019-03-05
Published:
2019-03-05
摘要: 钻削加工碳纤维复合材料(Carbon fiber reinforced polymer CFRP)时会产生粉末状切屑,能否及时排屑会影响刀具的使用寿命,扩散的切屑对环境、加工设备及操作者有较大的危害。针对碳纤维复合材料制孔加工中切屑无法实现实时回收的问题:提出一种新型钻削加工排屑工艺系统——吸气式内排屑系统,它能够及时有效地排出制孔加工中产生的切屑,实现绿色加工;以自主设计制造的吸气式内排屑系统用CFRP钻削专用PCD内排屑钻头为研究对象,在研究CFRP切屑性质和计算系统排屑所需最低气流速度的基础上,基于流体仿真软件Fluent,对内排屑钻头的排屑过程进行流体力学仿真,通过仿真得出:当刀具转速n=3 000 r/min、进给量f=0.06 mm/r、排屑负压P ≥ 9 kPa时,系统能够将加工时产生的切屑及时有效的排出;当排屑负压P=9 kPa、进给量f=0.06 mm/r、钻头转速n ≤ 3 000 r/min时,系统能够将加工时产生的切屑及时有效的排出;最后,搭建吸气式内排屑系统试验平台并制造PCD内排屑刀具,验证以上仿真和理论计算的正确性。
中图分类号:
王义文, 许成阳, 许家忠, 刘献礼. CFRP加工用内排屑钻头排屑条件的仿真分析及试验研究[J]. 机械工程学报, 2019, 55(5): 223-231.
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