CFRP管面钻削缺陷形成机制

作者：邱新义; 李鹏南^*; 牛秋林; 李树健; 李常平; 唐玲艳

来源：复合材料学报, 2023, 40(01): 141-150.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20220315.001

• CFRP管
• 钻削加工
• 表面损伤
• 轴向力
• 出口分层
• 双锋角钻头
• 三尖二刃钻

碳纤维增强复合材料(CFRP)传动轴因性能优越广泛应用于汽车、航空航天、船舶、冷却塔风机等轻量化领域，但其钻削过程中容易出现毛刺、分层等缺陷。为了揭示CFRP管面钻削缺陷形成机制，选择双锋角钻头和三尖二刃钻对CFRP管面钻孔，利用分步钻削盲孔和通孔的方法，分析了损伤部位的受力情况，揭示了入口撕裂、出口毛刺和分层产生原因。根据实验结果，发现双锋角钻头钻孔时入口撕裂损伤较大，损伤位置在钻头与管面接触最低点，且主要是那部分水平缠绕CFRP管的纤维，原因是水平缠绕的纤维屈曲变形最大，对切削力更加敏感。双锋角钻头和三尖二刃钻的横刃对孔最终出口分层没有影响，主切削刃的切削行为决定孔最终出口分层。相同钻头钻孔时，轴向力不是唯一影响分层因子的因素，还需考虑切削热。相比双锋角钻头，三尖二刃钻因锋利的外缘尖角能有效划断纤维，使出口分层较小。

• 单位
  机电工程学院; 湖南科技大学