实验室研究与探索2024,Vol.43Issue(2) :146-150.DOI:10.19927/j.cnki.syyt.2024.02.029

碳纤维复合材料高效低碳加工综合实验设计

Comprehensive Experiment Design of High Efficiency and Low Carbon Processing of Carbon Fiber Composite Materials

曾芸 马峰 黄顺虎
实验室研究与探索2024,Vol.43Issue(2) :146-150.DOI:10.19927/j.cnki.syyt.2024.02.029

碳纤维复合材料高效低碳加工综合实验设计

Comprehensive Experiment Design of High Efficiency and Low Carbon Processing of Carbon Fiber Composite Materials

曾芸 1马峰 1黄顺虎2
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作者信息

  • 1. 武汉科技大学 冶金装备及其控制教育部重点实验室,武汉 430081;武汉科技大学 机械传动与制造工程湖北省重点实验室,武汉 430081
  • 2. 武汉科技大学 机械传动与制造工程湖北省重点实验室,武汉 430081;武汉科技大学 精密制造研究院,武汉 430081
  • 折叠

摘要

以碳纤维增强基复合材料(CFRP)为加工对象,设计了一种高效低碳钻削加工的综合实验项目.基于响应曲面法研究了机床主轴转速、进给速度和CFRP板材铺层顺序对CFRP构件加工质量的影响,建立了预测回归方程,最终得出最优孔口质量和最低功耗的工艺参数:最佳铺层顺序为[0°,90°,0°,90°],主轴转速在2 000 r/min左右,进给速度设置在50 mm/min左右时功率最低;主轴转速在10 000 r/min左右,进给速度设置在 20 mm/min左右时分层因子最低.实验涉及新型材料加工、绿色加工和节能降碳等多个学科领域,能够增强学生的科研兴趣,提高实践动手能力和创新意识.

Abstract

Taking carbon fiber reinforced matrix composite(CFRP)as the processing object,a comprehensive experiment project of high efficiency and low carbon drilling was designed.By using the response surface method,the effects of spindle speed,feed speed and CFRP sheet laying sequence on the processing quality of CFRP components are studied.A predictive regression equation is established,and the process parameters of optimal orifice quality and lowest power consumption are finally obtained:The optimal layup sequence is[0°,90°,0°,90°],the spindle speed is about 2 000 r/min,and the feed speed should be set at about 50 mm/min to get the lowest power;the spindle speed is at 10 000 r/min,feed speed should be set at about 20 mm/min to get the lowest hierarchical factor.The experimental process includes CNC machining,data analysis and model building,and involves many disciplines such as new material processing,green processing and energy saving and carbon reduction,which can enhance students'scientific research interest,practical ability and innovation awareness.

关键词

碳纤维增强基复合材料/高效低碳/响应曲面法/综合性实验

Key words

carbon fiber reinforced matrix composites/high efficiency and low carbon/response surface method/comprehensive experiment

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基金项目

国家自然科学基金(52105527)

湖北省重点研发计划(2022BAD127)

襄阳市研究与开发项目(2022ABH005666)

出版年

2024
实验室研究与探索
上海交通大学

实验室研究与探索

CSTPCD北大核心
影响因子:1.69
ISSN:1006-7167
参考文献量18
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