碳纤维增强复合材料结构钻削工艺前言:碳纤维增强复合材料(CFRP)是以碳或石墨纤维为增强体的树脂基复合材料。因其具有比强度、比刚度高,耐疲劳性能好及可设计性强等优点,在航空航天领域中广泛应用,已发展成为继铝、钢、钛之后的第四大航空航天结构材料之一。钻削轴向力是碳纤维增强复合材料钻孔产生缺陷的主要原因。碳纤维增强复合材料是由质软而粘性大的基体材料和强度高、硬度大的碳纤维增强材料混合而成的二相或多相结构,其力学性能呈各向异性,层间强度低,切削时在切削力的作用下容易产生分层、劈裂等缺陷。碳纤维增强复合材料钻削加工中主要存在以下问题:(1)材料硬度大,其硬度HRC值可达5365,相当于一般高速钢的硬度,因而钻孔时钻头磨损很快;(2)层间强度低,在钻孔过程中,易产生分层等缺陷;(3)属于各向异性材料,钻孔处的应力集中较大,极易引起劈裂等缺陷;(4)热导率小,线胀系数和弹性恢复大,钻孔时,存在缩孔现象;(5)切屑为粉尘状,对人体健康危害大。分层是碳纤维复合材料钻孔的主要缺陷。分层缺陷的大小可以用分层因子(Fd)来表示。分层因子可以用以下公式表示:F