混联机器人UD-CFRP铣削过程切削力及加工质量分析

作者：秦旭达; 张艳; 李皓^*; 李士鹏; 牛文铁; 尚帅

来源：机械科学与技术, 2020, 39(12): 1898-1905.

DOI：10.13433/j.cnki.1003-8728.20190345

• CFRP
• 铣削力模型
• 纤维切削角
• 毛刺长度
• 加工表面质量

随着碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced plastic, CFRP)在航空航天领域应用比例的增多,其切削加工也逐渐成为研究热点。基于TriMule混联机器人加工平台,通过螺旋立铣刀CFRP铣削实验,识别了不同切削条件下对应的切削力系数,发现CFRP铣削过程中的径向、切向切削力系数可以表示为纤维切削角的三角函数。结合不同切削参数的CFRP铣削实验对所提出的铣削力模型的准确性进行验证,分析了纤维切削角对CFRP铣槽加工质量的影响规律。在CFRP铣削加工中,毛刺按照其形成机理可以分为Ⅰ型和Ⅱ型两种,其中Ⅰ型毛刺由纤维在切削平面的弯曲变形引起,Ⅱ型毛刺由纤维在切削平面和垂直于切削平面的弯曲变形引起。试验结果表明,Ⅰ型毛刺长度随起始纤维切削角βs的增大而减小,Ⅱ型毛刺长度随截止纤维切削角βe的增大而增大。

• 单位
  天津大学