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《大连理工大学》 2010年
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复合材料数控钻铣试验台研制及功能试验研究

张瑞风  
【摘要】: 复合材料因其比强度高、比模量大、材料性能可设计等优异性能,广泛应用于航空、航天等领域。但由于其力学性能呈明显的各向异性,在机械加工中易出现分层、撕裂、毛刺等缺陷,且加工温度高、刀具耐用度低,是一种典型的难加工材料。目前,国内在复合材料钻铣加工工艺和设备方面同国外先进技术差距较大。 为开展复合材料无缺陷钻铣工艺和数控钻铣加工设备的研究,本文结合国家自然科学基金、国家高技术研究发展计划项目,研制了一台三轴联动控制、可实现钻、铣、端面磨削加工,并且具有辅助低温冷气冷却和超声振动辅助加工功能的立式复合材料数控钻铣试验台。 通过分析试验台功能和复合材料钻铣加工精度要求,确定了试验台主要功能参数,并对其总体结构和功能部件方案进行了设计。为验证设计方案的可行性,对试验台结构设计方案进行了静力、模态和谐响应有限元分析,结果表明该结构方案具有较好的静刚度和动刚度,能够满足其钻铣加工要求。为检验试验台装配和控制精度,对研制的试验台进行了几何精度、位置精度和运动精度的检测与调试,结果表明试验台精度良好,达到了设计要求。为检验试验台加工功能和加工精度,在试验台上进行了复合材料钻、铣和端面磨削试加工,结果表明复合材料加工精度较好,满足使用要求。另外,通过气冷辅助复合材料磨削制孔试验,证明了辅助气体冷却功能能够显著降低加工区域的温度,提高加工质量;同时,通过复合材料超声辅助铣磨加工试验,验证了超声振动辅助加工功能可有效地提高刀具耐用度。 该试验台的研制,为复合材料无缺陷高效钻铣加工工艺的研究提供了试验平台,并为进一步开展复合材料构件数控加工机床研制工作提供了技术支持。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG547;TG527

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【引证文献】
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【参考文献】
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