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摘要
为探究碳纤维与钛合金的叠层复合材料(CFRP/Ti)在干式钻削和液氮低温冷却钻削情况下对轴向力、钻削温度和工件加工质量的影响规律，基于ABAQUS有限元分析软件，结合Hashin、Puck强度理论、J-C本构、状态变量和单元删除控制，建立了硬质合金刀具在液氮冷却条件下钻削CCF300/QY8911叠层复合材料的三维仿真模型，以实现对叠层复合材料的钻削轴向力、钻削温度、钻削出口毛刺高度和复合材料拉伸损伤、分层缺陷的分析。针对钻削轴向力、钻削温度和钻削出口毛刺高度开展验证性试验，从三维仿真结果中可知，在液氮低温冷却加工的情况下，钻削CFRP/Ti的轴向力水平更高，钻削温度更低，出口的毛刺高度更低，孔边和孔壁应力集中现象减少，复合材料表面的拉伸和分层损伤减少。通过低温冷却钻削试验，验证液氮低温冷却情况下钻削轴向力、钻削温度和孔出口毛刺高度的变化情况，与仿真结果相比具有较好的一致性，对超低温冷却加工具有指导意义。
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单位沈阳航空航天大学; 航空制造工艺数字化国防重点学科实验室; 机电工程学院
