芳綸纖維增強復合材料低溫銑削研究

王鳳彪，張金豹，馬玉勇，侯博，王永青

（1.大連理工大學機械工程學院，遼寧大連116024；2.中國運載火箭技術研究院材料與工藝研究所，北京100076）

芳綸纖維增強復合材料低溫銑削研究

王鳳彪1，張金豹1，馬玉勇2，侯博1，王永青1

（1.大連理工大學機械工程學院，遼寧大連116024；2.中國運載火箭技術研究院材料與工藝研究所，北京100076）

為了降低芳綸纖維增強復合材料銑削加工起毛、高溫燒蝕缺陷，提高其切削性能和加工質量，采用液氮作為切削液進行數控銑床深冷切削。利用超大景深數碼顯微鏡測量試樣表面形貌，3D表面輪廓儀測量試樣表面粗糙度，測力儀測量切削點切削力。建立了材料銑削過程模型；分析了纖維材料干銑削缺陷產生的原因；探討了液氮深冷銑削機制。結果表明：相比于干切削，深冷切削時切速越高，表面質量越好，相同切速時深冷切削表面質量更佳；兩種切削條件下，隨著切速升高，主切削力均呈下降趨勢，且深冷時下降得更加明顯，當相同切速時深冷銑削主切削力較之干切削有所提高；纖維編織粘接成型點承受銑刀刃壓力不足，以及纖維高溫受力后出現自動避讓和伸長的特性，導致銑削表面質量無法準確控制；深冷銑削力的提高，切削區溫度的下降都對芳綸纖維加工缺陷的改善起到了積極作用。

機械制造工藝與設備；芳綸纖維；深冷切削；缺陷；表面質量；切削力

0 引言

被譽為“人造鋼絲”的芳綸纖維是一種新型高科技合成纖維，利用芳綸纖維制備的樹脂基增強復合材料具有高模量、高強度、耐高溫、耐酸耐堿、質量輕等優良性能，目前被廣泛應用于航空航天等復合材料制件，如衛星天線支架、整流罩、飛機機翼前緣、安定面翼尖、尾錐等系統構件［1］。……