比較由CNC技術(shù)和高速機(jī)器人技術(shù)制造的碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件表面粗糙度

碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）因?yàn)槠淞己玫牧W(xué)和物理性能正被廣泛應(yīng)用在航空領(lǐng)域中。碳纖維零件通常是采用模壓或者是近凈成形的，在某些應(yīng)用中，如機(jī)翼和機(jī)身面板，仍然是采用修整、銑削和鉆孔等手段使碳纖維材料零件達(dá)到其最終形狀和尺寸。本文提出了一種試驗(yàn)方法來(lái)評(píng)價(jià)在不同試驗(yàn)條件下由CNC技術(shù)和高速機(jī)器人技術(shù)制造的碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件表面粗糙度。

比較了在兩種制造工藝下獲得的表面粗糙度的不同。結(jié)果表明，與高速機(jī)床制造結(jié)果相比，由高速機(jī)器人制造得到的輪廓曲線具有較大的軌跡偏差。軌跡偏離效應(yīng)被折現(xiàn)后，在45°鋪層方向上，通過(guò)高速機(jī)械修整獲得的表面質(zhì)量與數(shù)控機(jī)床加工得到的表面質(zhì)量相近。此外，表面質(zhì)量與鋪層方向之間存在顯著的相關(guān)關(guān)系，無(wú)論采用何種加工工藝和切削條件。無(wú)論什么加工過(guò)程，-〖45〗^°鋪層方向都是表面粗糙度最差的情況，-〖45〗^°鋪層方向的表面粗糙度是〖45〗^°鋪層方向的表面粗糙度的4倍。試驗(yàn)結(jié)果還表明，切削條件對(duì)兩個(gè)加工過(guò)程的表面質(zhì)量都有顯著影響。

對(duì)于表面粗糙度來(lái)說(shuō)，采用高速機(jī)器人加工工藝代替數(shù)控機(jī)床（CNC）進(jìn)行碳纖維零件的修形，獲得幾乎相同的表面質(zhì)量和生產(chǎn)率顯著地增長(zhǎng)。

刊名：Robotics and Computer-Integrated Manufacturing（英）

刊期：2016年42期:63-72

作者：Mohamed Slamani

編譯：陳若龍