CFRP槽的表面粗糙度预测

CFRP槽的表面粗糙度预测

由复合材料制成的工业产品受到更多关注，但复合材料的各向异性和不均匀性导致在加工期间预测其性能变得困难。提出了评估滚齿刀具对复合材料开槽中横向和纵向粗糙度测量精度。横向粗糙度是指垂直于前进方向测量的粗糙度。可以通过横向粗糙度和纵向粗糙度的测量来预测CFRP层压板开槽的表面形貌。

给出了横向粗糙度的理论模型，并研究了纵向粗糙度预测与切削条件（切削速度和每齿进给量）的关系。使用K20无涂层滚花细齿刀具来进行试验以验证模型。此刀具几何形状较特殊，切削刃不连续（齿的基部由左螺旋与右螺旋交叉产生）。切削刀具的刀齿分布可遵循以下规律：①在圆周上，遵循圆形螺旋，被称为“第三螺旋”，具有相同的轴线和相同的切削刀具直径；②在切削刃的长度上，遵循平行曲线，被称为“第四螺旋”。

利用滚花细齿刀具，可以获得在3～4μm之间的横向算术平均粗糙度（垂直于进给方向测量）和1.5～40μm之间的纵向算术平均粗糙度。关于切削参数有以下几点说明：①制造商应在工作前优化切割参数;②横向粗糙度不取决于切削条件，其只依赖于刀具几何形状;③向上铣削时的纵向粗糙度低于向下铣削时的纵向粗糙度；④每齿进给量是对表面粗糙度影响最大的参数和物理切削参数。

刊名：Measurement（英）

刊期：2016年第91期

作者：Paul Weissler

编译：赵前