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CFRP材料具有轻质、高比模量、高比强度等特性,广泛地应用在航空航天等领域。但因其各向异性的力学特性和层间强度低的特点,在制孔中容易出现毛刺、撕裂和分层等缺陷,影响零件的装配质量和使用寿命。针对CFRP的难加工性,提出一种改进的旋刨刀具来进行制孔,主要研究内容有:刀具主切削刃对碳纤维作用力使纤维丝受拉,受拉应力一侧的基体树脂产生裂纹并展形成切屑;成0°时纤维在前刀面上弯曲变形,其切削力较小;成90°时刀具对碳纤维横向产生压应力,切削力较大;成45°时纤维一侧受拉应力一侧受压应力,容易发生纤维拔除的现象。对于CFRP二元切削模型进行研究,刀具对纤维为顺切时,表面粗糙度值较小;刀具对纤维为逆切时,表面粗糙度值恶化。依据二元模型对切削力进行公式推导,其切削力变化情况与机理分析相一致。使用有限元仿真软件ABAQUS建立旋刨刀和套料钻对CFRP三维制孔模型,依据正交试验参数,得到两种刀具的制孔轴向力变化情况,在进给速度超过100mm/min时,轴向力较大不利于CFRP的加工。建立旋刨刀具对CFRP材料制孔时的温度场模型,对其热物理参数进行均匀化处理,计算碳纤维与热流成0°和90°时两个方向上的导热系数,建立导热微分方程,温度场内热源为刀具所产生环形热源,对制孔温度场模型进行差分化求解。使用旋刨刀和套料钻两种刀具进行CFRP制孔试验,测量其制孔时的轴向力和温度场。旋刨刀轴向力受进给速度和主轴转速影响要小于套料钻,轴向力减小在30%以上。CFRP材料制孔过程中其温度场呈现出椭圆形分布;在相同的制孔工艺下,旋刨制孔的加工温度降低在50%以上。在进给速度为60mm/min主轴转速为4500r/min时,旋刨制孔加工温度为72.8℃,轴向力为99.6N,满足加工CFRP材料的要求,制孔质量较高。在表面粗糙度评价参数中使用Rq和Rz来描述CFRP加工表面的粗糙度轮廓波动以及周期性尖峰和低谷的情况,同时使用这两个参数更加合理地描绘CFRP加工表面质量。