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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。
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单位自动化学院; 哈尔滨理工大学
