碳纤维增强树脂基复合材料制孔技术研究现状与展望

来源：复合材料学报杂志2015年第2期北京时间：

作者：陈燕, 葛恩德, 傅玉灿, 苏宏华, 徐九华,

摘要：碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有优越的物理和力学性能, 已在航空制造工业中得到大量应用。在主承力结构中, CFRP与金属材料的连接通常为机械连接。然而, CFRP的各向异性严重影响了其制孔质量。由于CFRP和金属具有截然不同的材料属性, CFRP/金属叠层结构制孔技术成为飞机装配过程中的一大难题。本文首先阐述了CFRP及其叠层结构在切削过程中的切屑形成机制、 钻削力和钻削热的研究现状; 其次, 剖析了钻削过程中典型加工损伤, 如毛刺与撕裂、 分层缺陷及孔壁表面损伤的产生原因和影响因素; 然后, 介绍了CFRP制孔刀具材料和几何结构的优化设计研究进展, 并综述了螺旋铣孔、 变工艺参数钻削、 "以磨代钻"和振动辅助制孔等多种CFRP及其叠层结构加工新技术及钻削过程的仿真研究。最后, 借鉴钎焊工具和超声振动技术的独特优势, 提出了磨粒有序排布钎焊金刚石工具的超声振动加工构想, 以达到CFRP及其叠层结构的精密高效制孔加工这一目的。

关键词：碳纤维增强树脂基复合材料, 叠层结构, 钻削, 加工缺陷, 金刚石工具,