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CFRP加工用内排屑钻头排屑条件的仿真分析及试验研究

CFRP加工用内排屑钻头排屑条件的仿真分析及试验研究

Simulation Analysis and Experimental Study on Chip Removal Conditions of Internal Chip Removal Bits for CFRP Machining

Simulation Analysis and Experimental Study on Chip Removal Conditions of Internal Chip Removal Bits for CFRP Machining

doi:
10.3901/JME.2019.05.223
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≥9kPa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.
作者 王义文 [1] 许成阳 [1] 许家忠 [2] 刘献礼 [1]
Author: WANG Yiwen[1] XU Chengyang[1] XU Jiazhong[2] LIU Xianli[1]
作者单位
  1. 哈尔滨理工大学机械动力工程学院 哈尔滨 150080
  2. 哈尔滨理工大学自动化学院 哈尔滨 150080
期 刊: 机械工程学报 ISTIC EI SCI PKU CSSCI
Journal: Journal of Mechanical Engineering
年,卷(期) 2019, 55(5)
分类号 TG156
关键词: 内排屑系统 知识脉络 内排屑钻头 知识脉络 排屑负压 知识脉络 钻头转速 知识脉络
机标分类号
基金项目 国家自然科学基金资助项目
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