[发明专利]CFRP与钛合金叠层结构铰孔方法

摘要

本发明提供一种CFRP与钛合金叠层结构铰孔方法，涉及碳纤维复合材料与钛合金叠层装配技术领域。该方法综合考虑孔径尺寸误差、铰孔刀具后刀面磨损和铰孔刀具使用寿命等约束的碳纤维复合材料与钛合金叠层结构铰孔工艺优化方法，依据当前铰刀结构参数、孔径尺寸精度标准和制孔数量，优化铰孔的切削速度和进给量。本发采用多种约束条件优化叠层结构铰孔工艺，有效的提高CFRP与钛合金叠层结构铰孔效率，降低零件的不合格率和报废率，并使制孔刀具发挥出最大的铰孔能力。

主权项

1.一种CFRP与钛合金叠层结构铰孔方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：步骤1、设置叠层结构铰孔孔径尺寸公差；步骤2、设置叠层结构铰孔铰刀磨钝标准为铰刀后刀面磨损值VB不大于0.06mm；步骤3、设置叠层结构优化范围，即最大许用切削速度与最小许用切削速度、最大许用每转进给量与最小许用每转进给量和最大铰孔数量与最小铰孔数量；步骤4、输入初始铰孔数量；步骤5、输入切削速度和每转进给量；步骤6、如果输入的切削速度和每转进给量分别小于等于步骤3设置的最大许用切削速度和最大许用每转进给量，则继续执行步骤7，否则执行步骤12；步骤7、根据叠层结构铰孔平稳阶段孔径尺寸误差随制孔数量变化的映射关系模型，计算在当前铰刀结构几何参数、铰孔工艺参数和铰孔数量条件下，铰刀孔径尺寸误差值；所述孔径尺寸误差随制孔数量变化的映射关系模型如式(1)所示；D＝1.214N+0.15216+Df    (1)其中，D为孔径尺寸误差，N为铰孔数量，Df为孔径尺寸误差修正值，Df的计算如式(2)所示；其中，kr为铰刀主偏角，αr为铰刀外缘后角，Vc为铰孔切削速度，fr为铰孔每转进给量；步骤8、如果步骤7计算获得的孔径尺寸误差值小于步骤1设置的尺寸公差值，则继续执行步骤9，否则执行步骤12；步骤9、根据叠层结构铰孔平稳初始阶段铰刀后刀面磨损值随制孔数量变化的映射关系模型，计算在当前铰刀结构几何参数、铰孔工艺参数和铰孔数量条件下，铰刀后刀面磨损值VB；所述铰刀后刀面磨损值随制孔数量变化的映射关系模型如式(3)所示；VB＝0.001333N‑0.01333+VBf    (3)其中，VB为铰刀后刀面磨损值，VBf为后刀面磨损修正值，VBf的计算如式(4)所示；步骤10、如果步骤9计算获得的VB值小于步骤2设置的磨钝标准VB值，则继续执行步骤11，否则执行步骤12；步骤11、增加切削速度和每转进给量，返回步骤6；步骤12、增加1个铰孔数量；步骤13、如果铰孔数量小于等于步骤3设置的最大铰孔数量，则返回步骤5，否则结束优化过程，输出最优的切削速度、每转进给量和铰孔数量。