碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料銑削和鉆孔技術(shù)研究進(jìn)展*

單晨偉， 呂曉波

（西北工業(yè)大學(xué)現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 西安 710072）

碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料性能及應(yīng)用

碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是目前最先進(jìn)的復(fù)合材料之一，與金屬材料相比，它具有比強(qiáng)度和比模量高、耐高溫、抗腐蝕、熱膨脹系數(shù)低等優(yōu)良特點(diǎn)。目前在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料主要有碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer，簡(jiǎn)稱CFRP）、碳/碳復(fù)合材料（Carbon-Carbon Composites，簡(jiǎn)稱C/C復(fù)合材料）等。圖1（a）為疊層CFRP，圖1（b）為準(zhǔn)三維編織C/C復(fù)合材料。

圖1 碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料Fig.1 Carbon fiber reinforced composites

CFRP設(shè)計(jì)自由度大，成型容易，多用于制作結(jié)構(gòu)件，有專家預(yù)測(cè)未來航空航天飛行器中將有50%以上的結(jié)構(gòu)件由CFRP制造[1]，而目前據(jù)公開資料顯示，波音787的復(fù)合材料使用率已經(jīng)達(dá)到了50%。CFRP是由碳纖維增強(qiáng)體以及樹脂基體兩種材料復(fù)合而成，其中基體較軟且粘性大，碳纖維強(qiáng)度高且硬度大。目前CFRP多為層合板形式，層間剪切強(qiáng)度低，因此在加工時(shí)容易出現(xiàn)刀具磨損嚴(yán)重、加工表面質(zhì)量差（易產(chǎn)生撕裂、毛刺、表面粗糙度差等加工缺陷）、工藝參數(shù)難控制等難題。

C/C復(fù)合材料以其耐高溫、抗燒蝕、重量輕、耐磨損以及抗腐蝕等優(yōu)良特性，主要作為高溫結(jié)構(gòu)件，廣泛應(yīng)用于固體火箭尾噴管、飛機(jī)剎車片、導(dǎo)彈天線罩等航空航天領(lǐng)域[2]。C/C復(fù)合材料多為編織結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)胎層與碳布層之間用針刺纖維結(jié)合在一起以增強(qiáng)材料的層間強(qiáng)度。C/C復(fù)合材料具有比剛度高、脆性大、各向異性明顯等特點(diǎn)，也是一種典型的難加工材料，其組織結(jié)構(gòu)如圖2所示。因?yàn)橛锌v向針刺纖維的存在，C/C復(fù)合材料在切削加工中減少了分層的產(chǎn)生，但仍然容易出現(xiàn)撕裂、毛刺等缺陷，刀具磨損也快；同時(shí)，由于碳基體的存在，加工中會(huì)產(chǎn)生大量的粉末和粉塵，有可能進(jìn)入機(jī)床主軸、導(dǎo)軌或附著在刀具上，對(duì)機(jī)床以及已加工表面產(chǎn)生損害。

圖2 C/C復(fù)合材料細(xì)觀組織結(jié)構(gòu)Fig.2 Microstructure of C/C composites

碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料銑削加工技術(shù)

1 銑削加工試驗(yàn)研究

碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料銑削加工表面質(zhì)量的好壞直接影響工件的耐磨性、抗腐蝕性、抗疲勞能力以及零件的裝配精度。影響CFRP加工表面質(zhì)量的因素主要有工件材料纖維方向角、加工參數(shù)和刀具材料等。

（1）纖維方向角。

纖維方向角對(duì)層合板形式的CFRP銑削加工質(zhì)量有重要的影響，研究發(fā)現(xiàn)纖維方向角在0～45°之間，表面質(zhì)量較好，其中45°時(shí)最優(yōu)，超過45°表面質(zhì)量較差[3-4]。蘇飛等[5]通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在銑削CFRP時(shí)，纖維層方向與切削方向夾角在90°～180°之間時(shí)容易產(chǎn)生毛刺缺陷。因此，在加工層合板形式的CFRP時(shí)，應(yīng)盡量使切削方向順著纖維鋪層方向，避免逆切現(xiàn)象，以此獲得良好的銑削加工表面質(zhì)量并降低刀具磨損。

（2）加工參數(shù)和刀具材料。

CFRP銑削加工表面質(zhì)量的主要影響因素除了纖維方向角外還有工藝參數(shù)和刀具材料。加工參數(shù)對(duì)表面粗糙度的影響規(guī)律為：一般隨著進(jìn)給速度增大而增大，隨著切削速度增大而減小，隨著切削深度的增加而降低[4,6]。使用硬質(zhì)合金刀具時(shí)切削速度不宜過大，速度太大易產(chǎn)生大量的切削熱，加速刀具磨損，一般切削速度選擇為40～80m/min，每齒進(jìn)給量應(yīng)小于0.04mm/z(齒)比較合理[7]。龔佑宏等[3]通過立銑刀銑削表面銅網(wǎng)結(jié)構(gòu)CFRP時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)每齒進(jìn)給量大于0.033mm/z時(shí)，材料極易出現(xiàn)毛刺和撕裂，而每齒進(jìn)給量低于0.033mm/z時(shí)，材料基本無毛刺與撕裂。使用金剛石涂層刀具可以適當(dāng)提高切削速度及進(jìn)給速度，提高加工質(zhì)量的同時(shí)也能提高加工效率。韓勝超[8]總結(jié)了直徑10mm金剛石涂層銑刀側(cè)銑CFRP時(shí)的切削參數(shù)優(yōu)選范圍：n=5000r/min，每齒進(jìn)給量應(yīng)小于0.03mm/z。

由此可見，如何選擇合理的加工參數(shù)對(duì)提高加工表面質(zhì)量尤為重要，需要研究人員通過大量試驗(yàn)總結(jié)適用于不同條件下的工藝參數(shù)。

碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料切削過程多為干切削，無法像金屬切削過程中使用切削液進(jìn)行冷卻，因此銑削中產(chǎn)生的大量切削熱無法擴(kuò)散，使得刀具磨損嚴(yán)重，一些學(xué)者不斷嘗試在氣冷切削條件下進(jìn)行切削試驗(yàn)，可有效降低刀具磨損并提高加工質(zhì)量[9-10]。

同樣，加工參數(shù)和刀具材料也是影響C/C復(fù)合材料加工表面質(zhì)量的主要因素。因?yàn)镃/C復(fù)合材料是通過編制預(yù)制體制備的，且很多結(jié)構(gòu)件需要從多個(gè)方向進(jìn)行加工，所以在加工時(shí)無法選擇與纖維方向有關(guān)的切削方法。作者通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用硬質(zhì)合金刀具加工C/C復(fù)合材料時(shí)，切削速度范圍在40～60m/min，進(jìn)給量為0.05～0.2mm/z，切削深度為0.5～1mm時(shí)比較合理，能夠?qū)崿F(xiàn)正常切削[11-12]；當(dāng)切削深度達(dá)到2mm時(shí)，切削困難，且刀具磨損很快，短時(shí)間內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)崩刃現(xiàn)象；如果加工參數(shù)和走刀方向不合適，加工C/C復(fù)合材料時(shí)容易在棱邊處和尖角處發(fā)生崩碎脫落現(xiàn)象，如圖3所示。一個(gè)比較好的解決辦法是盡量采用順銑，并先加工邊緣，然后再加工其他部位，但是這必然要大大增加數(shù)控編程人員的工作量，使用現(xiàn)有的數(shù)控編程軟件無法自動(dòng)完成，需要很多輔助操作。因此，開發(fā)出適用于復(fù)合材料加工的編程軟件也是值得考慮的一個(gè)研究方向。

圖3 C/C復(fù)合材加工時(shí)的棱邊崩碎現(xiàn)象Fig.3 Edge collapse phenomenon in processing of C/C composites

2 銑削刀具研究

因碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料切削加工時(shí)無法進(jìn)行切削液冷卻，所以導(dǎo)致切削區(qū)溫度高，直接影響刀具的壽命和工件的加工精度及表面質(zhì)量。因此在加工碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料時(shí)，刀具材料不但要有硬度高、耐磨性強(qiáng)和低摩擦系數(shù)等特性，而且刃口需要鋒利以便在切削過程中能快速切斷纖維，減少毛刺、分層和崩邊等加工缺陷的產(chǎn)生。

目前，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料銑削刀具多為硬質(zhì)合金，涂層多為低壓化學(xué)氣相沉積（CVD）金剛石涂層、聚晶金剛石（PCD）涂層和立方氮化硼（CBN）涂層等超硬材料。為了能夠獲得更好的加工質(zhì)量，一些研究人員發(fā)明了適用于碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料銑削的專用刀具，如左右旋交錯(cuò)多齒銑刀（鯊魚齒、魚鱗齒或菱齒等）等特殊刀具[13-15]，圖4所示為SECO公司的鯊魚齒銑刀。L ó pez等[14]采用自己設(shè)計(jì)的左右旋交錯(cuò)多齒銑刀進(jìn)行了CFRP加工試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明4μ m是比較良好的涂層厚度；但因價(jià)格太高，PCD涂層刀具達(dá)不到理想的經(jīng)濟(jì)性要求。鄢國洪[15]選用不同涂層的硬質(zhì)合金菱齒銑刀銑削CFRP，通過對(duì)比得出金剛石涂層刀具具有更高的硬度和耐磨性，使用壽命是未涂層銑刀的15倍，是TiAlCrN/TiSiN涂層的6倍。葉銜真等[16]通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在銑削碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料時(shí)，未涂層硬質(zhì)合金銑刀的磨損量是CVD金剛石薄膜涂層硬質(zhì)合金銑刀的2.3～3.8倍，并認(rèn)為選擇大于刃寬的背吃刀量、與刀具材料特性相匹配的合理進(jìn)給量和切削速度可減少刀具后刀面磨損并可提高加工效率。

圖4 SECO公司的鯊魚齒銑刀Fig.4 Shark tooth milling cutter of SECO company

由此可見，盡管不同的研究人員得出的結(jié)論略有差異，但金剛石涂層刀具在耐磨性方面要優(yōu)于其他涂層材料或不加涂層材料的刀具，但從加工成本的經(jīng)濟(jì)性方面考慮，金剛石刀具不一定是最佳選擇。在加工CFRP時(shí)，左右旋交錯(cuò)多齒銑刀得到了研究人員的推薦，有利于減小毛刺、分層、撕裂等缺陷，被認(rèn)為是一種加工CFRP最好的刀具。

3 銑削力研究

建立準(zhǔn)確可靠的銑削力模型可以有效地預(yù)測(cè)銑削力，以便選取適當(dāng)?shù)那邢鲄?shù)，從而可以有效地控制銑削碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的加工質(zhì)量。為了預(yù)測(cè)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料銑削力，研究人員主要采用了經(jīng)驗(yàn)建模法、解析法和有限元法。

（1）經(jīng)驗(yàn)建模法[11-12,17]。

該方法主要基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。這種方法雖然具有一定的實(shí)用價(jià)值，但需要做大量的試驗(yàn)，一旦切削條件發(fā)生改變，經(jīng)驗(yàn)公式可能就不再適用，必須重新進(jìn)行試驗(yàn)。徐宏海等[17]利用多元線性回歸方法建立了CFRP高速銑銑削力經(jīng)驗(yàn)公式，并通過方差檢驗(yàn)表明銑削力經(jīng)驗(yàn)公式可靠性較好。作者團(tuán)隊(duì)[11-12]進(jìn)行了大量球頭刀銑削C/C復(fù)合材料試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別建立了較大切深與較小切深條件下的銑削力經(jīng)驗(yàn)公式，誤差約在10%以內(nèi)。

（2）解析法[18-22]。

該方法通過對(duì)發(fā)生在銑削過程中的物理機(jī)理進(jìn)行建模，以此來對(duì)銑削力進(jìn)行預(yù)測(cè)。但是建模過程中的種種假設(shè)，難以保證模型的精度。張厚江[22]在研究單向碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料切削時(shí)，把切削區(qū)域分為3個(gè)變形區(qū)，分別建立了這3個(gè)變形區(qū)的切削力模型，綜合計(jì)算出了二維直角切削單向CFRP時(shí)總的切削力模型。Karpat等[19]基于銑削金屬力學(xué)模型建立了銑削單向CFRP層合板的銑削力模型，與金屬力學(xué)模型不同的是其徑向和切向的切削力系數(shù)表達(dá)為關(guān)于纖維切削角正弦函數(shù)的公式；通過試驗(yàn)驗(yàn)證得知此模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)具有很好的一致性，預(yù)測(cè)誤差大致為±12.5%。作者團(tuán)隊(duì)[21]建立了球頭刀銑削2.5D C/C復(fù)合材料銑削力解析模型，基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用線性回歸方法計(jì)算出了銑削力系數(shù)，理論與試驗(yàn)結(jié)果誤差不超過10%。盡管該方法需要試驗(yàn)數(shù)據(jù)，但可有效預(yù)測(cè)銑削C/C復(fù)合材料銑削力。

（3）有限元法[23-25]。

用有限元法在計(jì)算機(jī)上對(duì)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的銑削加工過程進(jìn)行模擬研究，避免了對(duì)復(fù)合材料多次切削加工試驗(yàn)以及購買特殊刀具等帶來的高昂成本。Mahdi等[23]建立了CFRP正交切削有限元模型，考慮了CFRP材料的各向異性，提出了平面應(yīng)變狀態(tài)下均質(zhì)各向異性彈性材料的本構(gòu)模型，并建立了切削過程中的接觸模型，通過試驗(yàn)驗(yàn)證了模型的合理性。秦旭達(dá)等[25]基于Hashin失效準(zhǔn)則，建立了碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料單向碳纖維鋪層二維正交切削宏觀模型，研究不同鋪層方向下纖維和基體的破壞機(jī)理，并通過平面銑削試驗(yàn)驗(yàn)證了模型的合理性。

目前對(duì)于碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的有限元仿真還處在起步階段，大多集中在二維正交切削和鉆削方面，三維銑削有限元仿真的研究較少，特別是C/C復(fù)合材料的有限元銑削仿真更是鮮有報(bào)道。銑削加工有限元仿真要實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用，仍需在材料模型與幾何模型的構(gòu)建、切屑分離準(zhǔn)則的確定和刀-屑接觸的定義等關(guān)鍵技術(shù)方面進(jìn)行大量研究。

碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料傳統(tǒng)鉆孔加工技術(shù)

1 鉆削試驗(yàn)研究

碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料鉆削過程中，鉆削工藝參數(shù)會(huì)直接影響制孔質(zhì)量，鉆削參數(shù)不合理時(shí)很容易出現(xiàn)出入口分層、撕裂和毛刺等缺陷，而且難以控制[26]。眾多研究表明，在高轉(zhuǎn)速、低進(jìn)給的條件下可提高鉆孔質(zhì)量[27-29]。但轉(zhuǎn)速不宜過高，因切削溫度隨轉(zhuǎn)速的增加也在增加，這會(huì)使得刀具磨損加快，并且對(duì)機(jī)床剛度要求也高[30]。

張厚江等[31]通過高速鉆削CFRP試驗(yàn)研究認(rèn)為，切削速度、進(jìn)給速度之比范圍3000～4000是對(duì)鉆削力產(chǎn)生影響的門檻值，并通過分析CFRP鉆削加工過程中分層和撕裂缺陷產(chǎn)生的機(jī)理，提出了相應(yīng)的解決辦法，該研究成果為提高碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料鉆孔質(zhì)量的研究提供了理論參考。另外，很多研究人員[29,32-33]根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立了缺陷因子與軸向力以及鉆削參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)公式，以便能更好地控制工藝參數(shù)，減少缺陷產(chǎn)生。Krishnaraj等[33]根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)運(yùn)用遺傳算法優(yōu)化高速鉆削CFRP工藝參數(shù)，建立了撕裂、分層缺陷因子與軸向力、進(jìn)給速度的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停囼?yàn)誤差在10%以內(nèi)。

C/C復(fù)合材料多為編織結(jié)構(gòu)，層間強(qiáng)度比較高，因此鉆削C/C復(fù)合材料時(shí)減少了分層缺陷的產(chǎn)生，但毛刺與撕裂缺陷仍然比較嚴(yán)重，如圖5所示。作者對(duì)C/C復(fù)合材料鉆削形成過程進(jìn)行了分析，運(yùn)用材料力學(xué)理論建立了C/C復(fù)合材料的鉆孔受力模型，對(duì)鉆削出口層受力變形進(jìn)行計(jì)算，并結(jié)合材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析了撕裂、毛刺和分層缺陷產(chǎn)生的原因，提出了鉆孔缺陷因子的計(jì)算方法；作者根據(jù)鉆削參數(shù)對(duì)鉆孔缺陷因子的影響關(guān)系選擇了保證鉆削質(zhì)量和效率的最佳切削參數(shù)選擇區(qū)域：進(jìn)給速度80～100mm/min、切削速度56.55～75.4m/min[34]。

圖5 C/C復(fù)合材料鉆孔出口缺陷Fig.5 Outlet defects of C/C composite drilling

通過試驗(yàn)方法研究總結(jié)提高鉆孔質(zhì)量的鉆削工藝參數(shù)范圍，建立合理的鉆孔缺陷因子與工藝參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)公式，對(duì)復(fù)合材料加工不但具有一定的指導(dǎo)意義，還具有較高的可靠性。此外，鉆削碳纖維復(fù)合材料時(shí)，可在工件底部加一支撐墊板，如塑料板或鋁板，可以減少分層、撕裂和毛刺的產(chǎn)生。若底部缺少支撐，由于材料層間強(qiáng)度低，在軸向力的推擠作用下，出口層材料不能抵抗缺陷的產(chǎn)生和擴(kuò)散；若加上支撐墊板，則可降低缺陷的產(chǎn)生。

2 鉆削刀具研究

為提高鉆孔表面質(zhì)量和刀具壽命，研究人員針對(duì)無涂層、金剛石涂層和AlTiN涂層進(jìn)行了試驗(yàn)研究，結(jié)果表明金剛石涂層刀具耐磨性最好，一支刀具最多可以加工180個(gè)孔，還能減少分層，而AlTiN涂層效果不明顯，與無涂層刀具的壽命相當(dāng)[35-36]。而Zitoune等[37]采用納米復(fù)合材料涂層nc-CrAlN/a-Si3N4與無涂層的刀具進(jìn)行了CFRP/Al疊層構(gòu)件鉆削試驗(yàn)，結(jié)果表明涂層鉆頭加工質(zhì)量要明顯好于無涂層刀具，其中孔壁表面粗糙度可降低30%左右，軸向力可減少27%左右。鮑永杰等[38]通過鉆削CFRP試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與硬質(zhì)合金鉆頭相比，電鍍CBN鉆頭、螺旋面鉆頭以及PCD鉆頭可以獲得更理想的鉆孔質(zhì)量，孔出口無毛刺、孔形完整。如圖6所示為SANDVIK（山特維克）公司針對(duì)CFRP復(fù)合材料鉆孔的燒結(jié)PCD復(fù)合刀具。此外，為了提高刀具的硬度和耐磨性，除了在普通鉆頭表面增加涂層，提高耐磨性和刀具壽命，有些研究人員還開發(fā)了適用于碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料鉆孔的專用刀具，例如“以磨代鉆”的套料鉆、W形鉆頭、階梯鉆等新的鉆孔刀具和方法[27, 39]。

賀虎等[40]通過CFRP材料的鉆孔試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與硬質(zhì)合金鉆頭相比，如圖7所示的釬焊金剛石套料鉆具有更高的加工效率和更強(qiáng)的耐磨性。楊小璠等[41]采用“先切后推”的新型鉆削工藝，在加工CFRP時(shí)，采用W形狀的鉆頭可以將已剪切完的柱狀纖維板完整推出，副切削刃對(duì)已形成的孔具有修正作用，且能將毛刺切斷，從而減少缺陷的產(chǎn)生。Tsao[42]通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用鉆磨一體套料階梯鉆在高直徑比（0.7mm/mm）、低進(jìn)給速度以及高轉(zhuǎn)速的切削條件下鉆削CFRP能得到更好的效果，并給出了此類鉆頭切削時(shí)軸向力與切削參數(shù)的半經(jīng)驗(yàn)公式。

圖6 SANDVIK公司的燒結(jié)PCD復(fù)合刀具Fig.6 Sintered PCD composite tool of SANDVIK corporation

圖7 釬焊金剛石套料鉆Fig.7 Brazing diamond drill

由此可見，采用PCD刀具、優(yōu)化和改進(jìn)鉆削刀具幾何參數(shù)和刀具結(jié)構(gòu)，采用“以磨代鉆工藝”，不僅可有效提高鉆孔質(zhì)量，而且可增強(qiáng)刀具的耐磨性，提高刀具耐用度。

3 鉆削力研究

鉆削軸向力是影響制孔缺陷的主要因素，研究發(fā)現(xiàn)軸向力是導(dǎo)致CFRP分層的主要因素，與分層因子呈線性關(guān)系，軸向力越大分層缺陷越嚴(yán)重。通過建立合理的軸向力預(yù)測(cè)模型，降低鉆孔缺陷是眾多學(xué)者的研究熱點(diǎn)問題。與銑削力建模方法相似，鉆削力建模主要有經(jīng)驗(yàn)建模法、解析法、有限元方法。

（1）經(jīng)驗(yàn)建模法[43-44]。

Langella等[43]在直角切削假設(shè)的基礎(chǔ)上，建立了考慮刀具幾何參數(shù)、只含有兩個(gè)半經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的鉆削力半經(jīng)驗(yàn)公式，試驗(yàn)結(jié)果與模型預(yù)測(cè)值誤差不超過8%。作者團(tuán)隊(duì)[44]采用刀具直徑6mm的硬質(zhì)合金鉆頭進(jìn)行了準(zhǔn)三維編織C/C復(fù)合材料的鉆孔試驗(yàn)，建立了主軸轉(zhuǎn)速3000～6000r/min和進(jìn)給速度30～120mm/min范圍內(nèi)的軸向力預(yù)測(cè)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，采用同類型其他直徑鉆頭驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)其預(yù)測(cè)誤差在20%以內(nèi)。

（2）解析法[45-48]。

Zhang等[45]在線彈性斷裂力學(xué)、經(jīng)典薄板彎曲理論以及復(fù)合材料力學(xué)的基礎(chǔ)上，建立了預(yù)測(cè)鉆削單向或多向CFRP分層的臨界軸向力模型，理論預(yù)測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果具有良好的一致性。任書楠等[48]完善并應(yīng)用多層復(fù)合材料切削模型，建立了鉆削CFRP時(shí)主切削刃的宏觀軸向力與切削用量的關(guān)系模型，但此模型未考慮橫刃產(chǎn)生的軸向力作用。

（3）有限元方法[49-51]。

鉆削仿真是研究刀具幾何參數(shù)、切削參數(shù)對(duì)復(fù)合材料加工質(zhì)量和刀具磨損影響的一種有效方法。國內(nèi)外很多研究者對(duì)鉆削加工過程進(jìn)行了有限元分析研究。Usui等[50]建立了鉆削CFRP的有限元模型，提出了CFRP正交切削過程中的失效形式與損傷類型，該模型可預(yù)測(cè)鉆削過程中的扭矩與鉆削力，試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了其模型的準(zhǔn)確性。Feito等[51]通過有限元方法模擬了鉆削CFRP時(shí)不同鉆頭結(jié)構(gòu)對(duì)軸向力和制孔分層損傷的影響及刀具磨損情況，軸向力和分層損傷的預(yù)測(cè)結(jié)果誤差分別在11.3%和3.5%之內(nèi)。

目前針對(duì)復(fù)合材料鉆削加工的仿真多集中在復(fù)合材料層合板（如CFRP）上，對(duì)于三維編織結(jié)構(gòu)或針刺2.5D結(jié)構(gòu)的C/C復(fù)合材料切削仿真還未見到有關(guān)論文發(fā)表。在復(fù)合材料鉆削損傷研究方面，目前對(duì)于毛刺、撕裂和分層等各種損傷形式相互之間的聯(lián)系和形成機(jī)理還有待深入研究。這些損傷形式除了與刀具材料、刀具幾何形狀、材料構(gòu)造形式以及工藝參數(shù)有關(guān)，還與反映系統(tǒng)加工動(dòng)態(tài)特性的軸向力和扭矩有關(guān)。

經(jīng)驗(yàn)建模法雖然具有一定的實(shí)用價(jià)值，但需要做大量的試驗(yàn)，一旦切削條件發(fā)生改變，經(jīng)驗(yàn)公式可能就不再適用，必須重新進(jìn)行試驗(yàn)；解析方法由于建模過程假設(shè)太多，難以保證模型的精度；有限元方法計(jì)算過程復(fù)雜而且時(shí)間長(zhǎng)，目前建立的模型可靠性仍然不夠高；因此，如何建立準(zhǔn)確可靠的鉆削力模型，還需要學(xué)者們不斷深入的研究。

碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料非傳統(tǒng)鉆孔技術(shù)

1 超聲振動(dòng)鉆孔技術(shù)

超聲振動(dòng)加工技術(shù)是一種周期性的脈沖切削而非連續(xù)性切削，是結(jié)合超聲波加工技術(shù)與機(jī)械加工技術(shù)于一體的新型切削技術(shù)[52]。超聲輔助鉆孔技術(shù)是在傳統(tǒng)鉆削機(jī)床的加工運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)上，在旋轉(zhuǎn)的鉆削工具上施加超聲振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)超聲輔助鉆削。

Cong等[53-54]采用金剛石套料鉆頭進(jìn)行了CFRP的超聲輔助鉆孔試驗(yàn)研究，結(jié)果表明采用超聲鉆孔技術(shù)能明顯降低鉆削力和表面粗糙度，減少CFRP的分層和毛刺等缺陷，并能提高刀具壽命，且發(fā)現(xiàn)采用氣冷的方式能取得更好的加工效果；之后Cong等還建立了金剛石套料鉆的超聲鉆削CFRP切削力模型。Liu等[55]通過CFRP的超聲橢圓鉆削與普通鉆削的對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，超聲輔助鉆削能有效減少鉆孔出口處的分層和撕裂現(xiàn)象，提高加工質(zhì)量，并能減少刀具磨損。

Yuan等[56]在硬脆材料去除機(jī)理的基礎(chǔ)上，建立了超聲鉆削CFRP-T700的切削力模型，誤差在10%以內(nèi)；并發(fā)現(xiàn)采用高轉(zhuǎn)速、高進(jìn)給速度方式進(jìn)行CFRP-T700材料的超聲鉆削時(shí)，不僅可有效降低切削力，還可以提高加工效率。

由于超聲振動(dòng)鉆孔技術(shù)是斷續(xù)切削，與傳統(tǒng)鉆孔加工方法相比，超聲振動(dòng)鉆孔技術(shù)排屑及時(shí)，可以有效降低切削力和切削溫度，減少對(duì)工件表面的損傷，并能明顯改善加工質(zhì)量以及提高刀具耐用度。

2 螺旋銑孔技術(shù)

螺旋銑孔是一種新的孔加工技術(shù)，加工時(shí)刀具自轉(zhuǎn)的同時(shí)繞孔中心軸線做公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并沿軸向進(jìn)給，刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條螺旋線。與傳統(tǒng)鉆孔方式相比，該技術(shù)具有很多優(yōu)勢(shì)，如可以降低切削力，能夠及時(shí)散熱和排屑，并能實(shí)現(xiàn)一把刀具加工不同直徑的孔，能夠充分利用刀具并降低生產(chǎn)成本[57]。

復(fù)合材料螺旋銑孔的研究尚處于起步階段，近年來許多學(xué)者對(duì)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料螺旋銑孔進(jìn)行了大量的研究。朱春燕等[58]通過試驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，相比傳統(tǒng)鉆孔，螺旋銑孔切削力能降低一半左右，鉆孔質(zhì)量更高，而且效率高，加工時(shí)間能縮短50%。為優(yōu)化螺旋銑孔的切削力，Wang等[59-60]建立了考慮纖維方向角的切削力機(jī)械模型，并用響應(yīng)曲面方法計(jì)算了切削力系數(shù)，試驗(yàn)結(jié)果與理論仿真結(jié)果誤差最大在15%左右。He等[61]采用螺旋銑孔方法加工CFRP和鈦合金疊層材料時(shí)，在CFRP層與鈦合金層分別給出了適用各自材料屬性的切削參數(shù)，結(jié)果表明采用變工藝參數(shù)不僅能降低切削力，還能提高制孔精度及制孔質(zhì)量。Shan等[62]提出了一種大螺距螺旋銑孔工藝，通過對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大螺距銑孔軸向力遠(yuǎn)小于普通鉆孔軸向力，而且加工精度與孔壁質(zhì)量均好于普通鉆孔；通過建立的大螺距螺旋銑孔銑削力預(yù)測(cè)模型，優(yōu)化了切削工藝參數(shù)，降低了切削力，提高了制孔質(zhì)量。

螺旋銑孔在大直徑的孔加工中具有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，容易實(shí)現(xiàn)，而且可降低軸向力，獲得了良好的孔加工質(zhì)量，并能提高加工效率。但是對(duì)于小直徑孔的加工非常困難，因刀具直徑過小容易導(dǎo)致刀具斷裂。

結(jié)束語

CFRP和C/C復(fù)合材料是航空航天領(lǐng)域常用的兩種碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其加工質(zhì)量的好壞直接影響著航空器和航天器的飛行安全。為提高碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的加工質(zhì)量，國內(nèi)外很多學(xué)者開展了大量有價(jià)值的研究工作。

（1）切削加工參數(shù)直接影響碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的切削力及加工質(zhì)量，無論是鉆削還是銑削，切削速度和進(jìn)給速度影響較大。研究發(fā)現(xiàn)通過選擇合適的加工參數(shù)范圍能明顯提高加工質(zhì)量。

（2）通過建立準(zhǔn)確、可靠的切削力模型可以有效地控制和預(yù)測(cè)切削力，從而可為減少加工缺陷提供理論支持。盡管目前已經(jīng)有研究人員初步建立了CFRP和C/C復(fù)合材料的切削力模型，但尚不成熟，且無法在企業(yè)中推廣應(yīng)用。因此，建立準(zhǔn)確可靠的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料切削力模型是今后科研人員努力的方向。

（3）鑒于碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的各向異性、高硬度等特點(diǎn)，在選用刀具時(shí)需以耐磨性強(qiáng)、切削刃鋒利為原則；基于“以磨代鉆”理念設(shè)計(jì)更適合碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的切削刀具也是以后發(fā)展的重要方向。

（4）超聲振動(dòng)、螺旋銑孔等新型鉆孔方法具有顯著降低切削力、及時(shí)分散切削熱、減少刀具磨損以及提高表面加工質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，有助于減少碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料鉆孔中的毛刺、分層和撕裂等缺陷。目前已有國內(nèi)航空企業(yè)開展了這方面的應(yīng)用，且收到了良好的效果。

[1]SOUTIS C.Carbon fiber reinforced plastics in aircraft construction[J].Materials Science and Engineering： A, 2005, 412(1)： 171-176.

[2]SAVAGE E.Carbon-carbon composites[M].Berlin： Springer Science &Business Media, 2012： 323-357.

[3]龔佑宏，韓舒，楊霓虹, 等.纖維方向?qū)μ祭w維復(fù)合材料加工性能的影響[J].航空制造技術(shù)，2013(23/24)： 137-140.

GONG Youhong, HAN Shu,Yang Nihong,et al.Effect of fiber orientation on machining performance of carbon fiber-reinforced plastics[J].Aeronautical Manufacturing Technology,2013(23/24)： 137-140.

[4]YASHIRO T, OGAWA T, SASAHARA H.Temperature measurement of cutting tool and machined surface layer in milling of CFRP[J].International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2013, 70(4)： 63-69.

[5]蘇飛，袁軍堂，于斌斌，等.碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的銑削實(shí)驗(yàn)和微觀形貌分析[J].兵工學(xué)報(bào) , 2014, 35(4)： 531-539.

SU Fei, YUAN Juntang, YU Binbin, et al.Research on milling of plain-woven fiberreinforced composites[J].Acta Armamentarii,2014, 35(4)： 531-539.

[6]DAVIM J, REIS P.Damage and dimensional precision on milling carbon fiberreinforced plastics using design experiments[J].Journal of Materials Processing Technology, 2005,160(2)： 160-167.

[7]UCAR M, WANG Y.End-milling machinability of a carbon fiber reinforced laminated composite[J].Journal of Advanced Materials, 2005, 37(4)： 46-52.

[8]韓勝超.CFRP 側(cè)銑加工工藝研究[D].南京：南京航空航天大學(xué), 2014.

HAN Shengchao.Research on side milling process of CFRP[D].Nanjing： Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 2014.

[9]KHAIRUSSALEH N K M, HARON C H C, GHANI J A, et al.Study on wear mechanism of solid carbide cutting tool in milling CFRP[J/OL].Journal of Materials Research, 2016.http：//dx.doi.org/10.1557/jmr.2016.21.

[10]CONG W L, FENG Q, PEI Z J, et al.Rotary ultrasonic machining of carbon fiberreinforced plastic composites： using cutting fluid vs.cold air as coolant[J].Journal of Composite Materials, 2012, 46(14)： 1745-1753.

[11]SHAN C W, LIN X, CUI D, et al.Experimental study on end milling of C/C composite[J].Advanced Materials Research,2013, 664： 584-589.

[12]SHAN C W, ZHAO Y, CUI D.Experimental study on ball-end milling of C/C composite[J].Advanced Materials Research,2013, 650： 139-144.

[13]唐臣升.復(fù)合材料高效加工刀具技術(shù)[J].航空制造技術(shù), 2013(6)： 47-51.

TANG Chensheng.High-efficiency cutting tool technology for composites[J].Aeronautical Manufacturing Technology, 2013(6)： 47-51.

[14]LóPEZ DE LACALLE N, LAMIKIZ A, CAMPA F J, et al.Design and test of a multitooth tool for CFRP milling[J].Journal of Composite Materials, 2009, 43(26)： 3275-3290.

[15]鄢國洪.不同涂層的硬質(zhì)合金菱齒立銑刀銑削 CFRP 的性能研究[J].工具技術(shù),2015, 49(10)： 32-35.

YAN Guohong.Research on performance of milling carbon fiber-reinforced plastics with different coated fine-cross-nick router[J].Tool Engineering, 2015, 49(10)： 32-35.

[16]葉銜真, 王大鎮(zhèn), 劉菊東, 等.銑削碳纖維復(fù)合材料刀具磨損試驗(yàn)研究[J].機(jī)電技術(shù) , 2014(3)： 75-77.

YE Xianzhen, WANG Dazhen, LIU Judong,et al.Research on the tool wear in milling of carbon fiber-reinforced plastics[J].Mechanical &Electrical Technology, 2014(3)： 75-77.

[17]徐宏海, 徐倩, 劉東.碳纖維復(fù)合材料高速銑削實(shí)驗(yàn)研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2009(12)： 167-169.

XU Honghai, XU Qian, LIU Dong.Experimental study on the high speed milling of carbon fiber reinforced polymer[J].Machinery Design & Manufacture, 2009(12)： 167-169.

[18]KALLA D, SHEIKH-AHMAD J,TWOMEY J.Prediction of cutting forces in helical end milling fiber reinforced polymers[J].International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2010, 50(10)： 882-891.

[19]KARPAT Y, BAHTIYAR O, DE?ER B.Mechanistic force modeling for milling of unidirectional carbon fiber reinforced polymer laminates[J].International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2012, 56(2) ：79-93.

[20]韓勝超, 陳燕, 徐九華, 等.多齒銑刀側(cè)銑加工多層CFRP銑削力的建模與仿真 [J].復(fù)合材料學(xué)報(bào) , 2014, 31(5)： 1375-1381.

HAN Shengchao, CHEN Yan, XU Jiuhua,et al.Modeling and simulation of milling forces in side milling multi-layer CFRP with multitooth cutter[J].Acta Materiae Compositae Sinica, 2014,31(5)： 1375-1381.

[21]SHAN C W, WANG X, YANG X X, et al.Prediction of cutting forces in ballend milling of 2.5D C/C composites[J].Chinese Journal of Aeronautics, 2016, 29(3)：824-830

[22]張厚江.單向碳纖維復(fù)合材料直角自由切削力的研究[J].航空學(xué)報(bào), 2005, 26(5)：604-609.

ZHANG Houjiang.Study on cutting forces of undirectional carbon fiber reinforced plastics under orthogonal cutting[J].Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2005, 26(5)： 604-609.

[23]MAHDI M, ZHANG L.A finite element model for the orthogonal cutting of fiberreinforced composite materials[J].Journal of Materials Processing Technology, 2001, 113(1)：373-377.

[24]路冬, 李志凱, 融亦鳴, 等.基于宏觀各向異性碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的切削仿真[J].復(fù)合材料學(xué)報(bào), 2014, 31(3)： 584-590.

LU Dong, LI Zhikai, RONG Yiming, et al.Cutting simulation of carbon fiber reinforced resin matrix composite material based on macrocopic anisotropy[J].Acta Materiae Compositae Sinica,2014, 31(3)： 584-590.

[25]秦旭達(dá), 李永行, 王斌, 等.CFRP纖維方向?qū)η邢鬟^程影響規(guī)律的仿真研究[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù), 2016, 35(3)： 472-476.

QIN Xuda, LI Yonghang, WANG Bin, et al.Simulation of effect of fiber direction on cutting forces of CFRP[J].Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2016,35(3)： 472-476.

[26]RAHME P, LANDON Y, LACHAUD F, et al.Delamination-free drilling of thick composite materials[J].Composites Part A：Applied Science and Manufacturing, 2015,72：148-159.

[27]DAVIM J, REIS P.Drilling carbon fiber reinforced plastics manufactured by autoclave—experimental and statistical study[J].Materials & Design, 2003, 24(5)： 315-324.

[28]SARDINAS R, SANTANA M,BRINDIS E.Genetic algorithm-based multiobjective optimization of cutting parameters in turning processes[J].Engineering Applications of Artificial Intelligence, 2006, 19(2)： 127-133.

[29]GAITONDE V, KARNIK S, RUBIO J, et al.Analysis of parametric influence on delamination in high-speed drilling of carbon fiber reinforced plastic composites[J].Journal of Materials Processing Technology, 2008, 203(1)：431-438.

[30]于曉江, 曹增強(qiáng), 蔣紅宇, 等.碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)鉆削工藝[J].航空制造技術(shù) , 2010(15)： 66-70.

YU Xiaojiang, CAO Zengqiang, JIANG Hongyu, et al.Drilling process for carbon fiber reinforced plastics structure[J].Aeronautical Manufacturing Technology, 2010(15)： 66-70.

[31]張厚江, 樊銳, 陳五一, 等.高速鉆削碳纖維復(fù)合材料鉆削力的研究[J].航空制造技術(shù) , 2006(12)： 76-79.

ZHANG Houjiang, FAN Rui, CHEN Wuyi,et al.Investigation of cutting force for high speed drilling carbon fiber composite[J].Aeronautical Manufacturing Technology, 2006(12)： 76-79.

[32]SHAHRAJABIAN H, FARAHNAKIAN M.Modeling and multi-constrained optimization in drilling process of carbon fiber reinforced epoxy composite[J].International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 2013,14(10)： 1829-1837.

[33]KRISHNARAJ V, PRABUKARTHI A, RAMANATHAN A, et al.Optimization of machining parameters at high speed drilling of carbon fiber reinforced plastic (CFRP)laminates[J].Composites Part B： Engineering,2012, 43(4)： 1791-1799.

[34]SHAN C, LIN X, WANG X, et al.Defect analysis in drilling needle-punched carbon-carbon composites perpendicular to nonwoven fabrics[J].Advances in Mechanical Engineering, 2015, 7(8)： 1-11.

[35]WANG X, KWON P Y, STURTEVANT C, et al.Tool wear of coated drills in drilling CFRP[J].Journal of Manufacturing Processes,2013, 15(1)： 127-135.

[36]劉姿, 張霖, 田威, 等.三尖鉆鉆削CFRP/Al疊層構(gòu)件的表面質(zhì)量研究[J].機(jī)械制造 , 2015, 53(4)： 36-39.

LIU Zi, ZHANG Lin, TIAN Wei, et al.Experimental study on the drilling process for CFRP/Al laminated material by 3-point twist drill with diamond coating[J].Machinery, 2015, 53(4)：36-39.

[37]ZITOUNE R, KRISHNARAJ V, ALMABOUACIF B S, et al.Influence of machining parameters and new nano-coated tool on drilling performance of CFRP/Aluminium sandwich[J].Composites Part B： Engineering,2012, 43(3)： 1480-1488.

[38]鮑永杰, 高航.碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件加工缺陷與高效加工對(duì)策[J].材料工程,2009(S2)： 254-259.

BAO Yongjie, GAO Hang.Drilling disfigurements formation analysis and solution of CFRP[J].Journal of Materials Engineering, 2009,(S2)： 254-259.

[39]FERREIRA J, COPPINI N,MIRANDA G.Machining optimisation in carbon fibre reinforced composite materials[J].Journal of Materials Processing Technology, 1999, 92-93：135-140.

[40]賀虎, 蘇宏華, 陳燕, 等.碳纖維復(fù)合材料鉆削加工對(duì)比試驗(yàn)[J].航空制造技術(shù) , 2011(14)： 52-54.

HE Hu, SU Honghua, CHEN Yan, et al.Drilling contrast experiment of carbon fiber reinforced plastics[J].Aeronautical Manufacturing Technology, 2011(14)： 52-54.

[41]楊小璠, 李友生, 鄢國洪, 等.新型刀具鉆削碳纖維復(fù)合材料的可行性研究[J].制造技術(shù)與機(jī)床, 2014(12)： 165-167.

YANG Xiaofan, LI Yousheng, YAN Guohong, et al.Reaserch on drilling feasibility of new-type cutting tool for carbon fiber-reinforced plastics[J].Manufacturing Technology and Machine Tools, 2014(12)： 165-167.

[42]TSAO C.Experimental study of drilling composite materials with step-core drill[J].Materials & Design, 2008, 29(9)： 1740-1744.

[43]LANGELLA A, NELE L, MAIO A.A torque and thrust prediction model for drilling of composite materials[J].Composites Part A：Applied Science and Manufacturing, 2005, 36(1)：83-93.

[44]藺小軍, 崔棟鵬, 單晨偉, 等.C/C復(fù)合材料鉆削軸向力研究[J].航空制造技術(shù),2015(15)： 60-64.

LIN Xiaojun, CUI Dongpeng, SHAN Chenwei, et al.Experimental study on thrust force in drilling carbon/carbon composites[J].Aeronautical Manufacturing Technology,2015(15)： 60-64.

[45]ZHANG L, WANG L, LIU X.A mechanical model for predicting critical thrust forces in drilling composite laminates[J].Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B： Journal of Engineering Manufacture, 2001, 215(2)： 135-146.

[46]HOCHENG H, TSAO C.The path towards delamination-free drilling of composite materials[J].Journal of Materials Processing Technology, 2005, 167(2)： 251-264.

[47]TSAO C.Investigation into the effects of drilling parameters on delamination by various step-core drills[J].Journal of Materials Processing Technology, 2008, 206(1)： 405-411.

[48]任書楠, 吳丹, 陳懇.鉆削碳纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料的主切削刃軸向力[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2013, 53(4)： 487-492.

REN Shunan, WU Dan, CHEN Ken.Thrust force on the main cutting edge when cutting carbon fiber reinforced plastics[J].Journal of Tsinghua University (Science and Technology),2013, 53(4)： 487-492.

[49]ISBILIR O, GHASSEMIEH E.Numerical investigation of the effects of drill geometry on drilling induced delamination of carbon fiber reinforced composites[J].Composite Structures, 2013,105：126-133.

[50]USUI S, WADELL J, MARUSICH T.Finite element modeling of carbon fiber composite orthogonal cutting and drilling[J].Procedia CIRP,2014, 14：211-216.

[51]FEITO N, DIAZ-áLVAREZ J,LóPEZ-PUENTE J, et al.Numerical analysis of the influence of tool wear and special cutting geometry when drilling woven CFRPs[J].Composite Structures, 2016, 138：285-294.

[52]WANG X, WANG L, TAO J.Investigation on thrust in vibration drilling of fiber-reinforced plastics[J].Journal of Materials Processing Technology, 2004, 148(2)： 239-244.

[53]CONG W, PEI Z, FENG Q, et al.Rotary ultrasonic machining of CFRP： a comparison with twist drilling[J].Journal of Reinforced Plastics and Composites, 2012, 31(5)： 313-321.

[54]CONG W, PEI Z, SUN X, et al.Rotary ultrasonic machining of CFRP： A mechanistic predictive model for cutting force[J].Ultrasonics,2014, 54(2)： 663-675.

[55]LIU J, ZHANG D, QIN L, et al.Feasibility study of the rotary ultrasonic elliptical machining of carbon fiber reinforced plastics(CFRP)[J].International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2012, 53(1)： 141-150.

[56]YUAN S, ZHANGC, AMIN M, et al.Development of a cutting force prediction model based on brittle fracture for carbon fiber reinforced polymers for rotary ultrasonic drilling[J].The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2015, 81(5-8)： 1223-1231.

[57]劉剛, 張恒, 王亞飛, 等.碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料螺旋銑孔切削力及加工質(zhì)量研究[J].復(fù)合材料學(xué)報(bào), 2014, 31(5)： 1292-1299.

LIU Gang, ZHANG Heng, WANG Yafei,et al.Study on cutting force and maching quality of orbital drilling for CFRP[J].Acta Materiae Compositae Sinica, 2014, 31(5)： 1292-1299.

[58]朱春燕, 蔣紅宇, 張烘洲.飛機(jī)裝配銑削制孔和鉆孔技術(shù)對(duì)比分析[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào), 2012,44(S1)：37-41.

ZHU Chunyan, JIANG Hongyu, ZHANG Honghzou.Comparing analysis of milling and drilling holes for aircraft assembly[J].Journal of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics,2012, 44(S1)： 37-41.

[59]WANG H, QIN X, REN C, et al.Prediction of cutting forces in helical milling process[J].The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2012, 58(9)： 849-859.

[60]WANG H, QIN X.A mechanistic model for cutting force in helical milling of carbon fiber-reinforced polymers[J].The International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2016, 82(9)：1485-1494.

[61]HE G, LI H, JIANG Y, et al.Helical milling of CFRP/Ti-6Al-4V stacks with varying machining parameters[J].Transactions of Tianjin University, 2015, 21(1)：56-63.

[62]SHAN Y C, LI L, HE N, et al.Predictive modeling and parameter optimization of cutting forces during orbital drilling[J].Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 2014, 31(5)： 521-529.