上海特一丝路车辆装备有限公司 上海 201613

1 研究背景

碳纤维复合材料是一种由碳纤维和增强树脂复合而成的新型材料,具有比刚度和比强度高的特性,以及耐腐蚀、耐疲劳等性能,可以替代部分常规金属材料。至今,航空航天行业越来越多地采用碳纤维复合材料,当今主流的民用客机，例如空客A350、波音787，复合材料比例达到了50%以上，空客A320机型达到46%,中国商飞新研制的C919机型达到30%。

碳纤维复合材料属于典型的各向异性材料,在产品结构上可设计性强。这决定了在材料研发、工艺验证、工程应用等阶段都需要进行大量的性能测定与评定[1]，这一工作称之为性能表征。性能表征在复合材料及结构的研制、生产中有重要作用[2],贯穿于材料筛选、材料取证、材料验收、材料等同性和结构证实等过程中。

性能表征需要通过测试获得数据,因此需要制备和加工大批量试样。这些试样具有尺寸小、精度高、数量多等特点,高质量、经济、高效率地完成对试片的加工成为实际需求。碳纤维复合材料制件常用的加工方法有车削、铣削、钻孔、磨削,以及螺旋铣孔、超声振动、电火花、水射流等加工方法。传统的车削或铣削加工方式需要强度高、耐磨损的刀具材料和涂层技术,对切削加工中刀具的切削质量、性能、使用寿命及控制成本提出了更高的要求[3-4]。易出现的加工缺陷主要包括表面分层、表面凹陷、表面微裂纹、纤维脱粘及热损伤等[5],且主要受纤维切削角和刀具刃口锋利程度影响。……