CFRP鉆削加工排屑仿真及實驗研究.pdf

1、現(xiàn)階段碳纖維復(fù)合材料鉆削加工產(chǎn)生切屑的排出方式，仍然以人工手持吸塵器排屑為主，這種排屑方式效率低，降低CFRP制孔質(zhì)量且污染環(huán)境，吸氣式內(nèi)排屑鉆削刀具作為吸氣式自排屑系統(tǒng)的重要組成部分，它能夠有效地解決CFRP切屑無法及時排出的問題，已成為現(xiàn)階段國內(nèi)外CFRP鉆削加工排屑技術(shù)研究的重點，而如何在保證其排屑性能的前提下選擇合理鉆削加工參數(shù)與排屑負(fù)壓具有重要的實際應(yīng)用價值與切實的現(xiàn)實意義。
　　首先，闡述吸氣式內(nèi)排屑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成與工作

2、原理，對CFRP鉆削過程中影響排屑效率的各因素加以分析，以自主研制的CFRP鉆削專用聚晶金剛石內(nèi)排屑刀具為研究對象，建立排屑仿真的流動控制方程，內(nèi)排屑刀具流道內(nèi)湍流模型，近壁區(qū)模型。
　　其次，在研究CFRP切屑性質(zhì)的基礎(chǔ)上，計算切屑顆粒在排屑流道內(nèi)的排屑?xì)饬魉俣?，基于流體仿真軟件Fluent、三維建模軟件建立內(nèi)排屑刀具三維流道模型，使用Gambit劃分網(wǎng)格，對內(nèi)排屑鉆削刀具進(jìn)行流體力學(xué)仿真。仿真過程中使用壓力耦合算法SIMPLE

3、C求解計算方程，實現(xiàn)刀具內(nèi)氣流場的數(shù)值模擬，獲得壓力、速度與湍動能分布情況，進(jìn)而對內(nèi)排屑刀具的排屑特性進(jìn)行分析研究。
　　再次，內(nèi)排屑鉆削刀具的轉(zhuǎn)速與出口負(fù)壓的變化會對內(nèi)排屑刀具排屑的效果產(chǎn)生影響，進(jìn)而發(fā)生堵屑或切屑無法排出的現(xiàn)象，根據(jù)CFRP切屑顆粒排屑過程的瞬時受力分析，應(yīng)用流體仿真軟件Fluent建立排屑估算模型，得到了自主研制的CFRP鉆削專用聚晶金剛石內(nèi)排屑刀具出口負(fù)壓值、刀具轉(zhuǎn)速與排屑性能之間的關(guān)系，預(yù)測了該刀具的排屑