于东民 刘菊东 叶衔真 杨小璠 晋家伟

(①集美大学机械与能源工程学院，福建 厦门361021;②集美大学工程训练中心，福建 厦门361021)

碳纤维蜂窝板是一种特殊的高强轻质复合材料。由较薄的碳纤维复合材料为上、下面板，厚而轻的蜂窝结构为芯子，组成夹层结构，具有比强度高、比刚度高、隔热隔振、耐冲击等优点，是现代卫星、飞行器结构的主要承力结构［1-2］，目前已扩展到列车、船舶、建筑装修等各领域，但由于碳纤维具有一定的导电性，故常在碳纤维上铺一层绝缘的玻璃纤维。现阶段蜂窝板的研究已成为一个热点问题，但对于碳纤维蜂窝板的切削加工却研究甚少。碳纤维和玻璃纤维复合材料均属于难加工材料，切削加工过程中容易产生分层、撕裂、毛刺、拉丝等缺陷，且刀具磨损严重［3-5］;蜂窝芯为薄壁结构，切断性能差，加工过程中易坍塌破损［6］。因此，对于碳纤维蜂窝板的切削加工问题亟待研究。本文以铣削玻璃纤维/碳纤维芳纶纸蜂窝板试验为基础，研究了3 种不同刀具和不同铣削宽度对刀具磨损和工件加工质量的影响，并选出适合加工玻璃纤维/碳纤维芳纶纸蜂窝板的刀具。

1 试验条件与方法

试验材料采用玻璃纤维/碳纤维芳纶纸蜂窝板，尺寸为:320 mm ×320 mm ×7.5 mm(长×宽×高)。其面板为玻璃纤维/碳纤维层压板，板厚1.1 mm，共5层，最外层为网状玻璃纤维，另4 层为TR50 碳纤维，铺层方向分别为90°/0°/90°/0°，中间夹层是正六边形的芳纶纸蜂窝。试验刀具采用硬质合金铣刀、人字形CVD(chemical vapor deposition，化学气相沉积法)金刚石薄膜涂层铣刀和菱齿CVD 金刚石薄膜涂层铣刀，如图1 所示;刀具详细参数见表1。……