碳纤维增强复合材料新钻型结构设计及其对比试验

苏飞^1,2，袁亿²，胡财吉²，李纯杰^1,2，李文毅^1,2

1. 湖南科技大学机电工程学院难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室2. 湖南科技大学智能制造研究院

摘 要：在碳纤维增强复合材料(CFRP)制孔过程中,易产生毛刺、分层等制孔缺陷,而钻头结构是影响制孔缺陷形成的关键因素。对此,在原有钻型基础上设计了两种新钻型,研究了原有钻型和两种新设计钻型的钻削轴向力和制孔效果。结果表明,在相同钻削工艺参数下,原有钻型"V型"刃的修除阶段的轴向力归零速度最大,新设计的燕尾开槽钻型的最小,这与制孔缺陷的变化规律基本一致,轴向力归零速度与制孔缺陷具有较好的映射关系;3种钻型均能有效减少毛刺,与原有钻型相比,新设计的两种钻型均能更好的去除毛刺和降低制孔缺陷;原有钻型的制孔缺陷以撕裂为主,新设计的开槽新钻型和燕尾开槽新钻型则以分层缺陷为主。据此可为CFRP制孔的刀具结构设计提供新的设计思路。

关键词：碳纤维复合材料(CFRP);钻削;制孔缺陷;钻型结构;