計(jì)算機(jī)定量分析測(cè)量技術(shù)-切割面分析顯微鏡

  損傷的確定
有多種方法可以用于確定部件的損傷。光學(xué)顯微鏡與帶有后續(xù)圖
像處理的光學(xué)掃描方法都可以對(duì)外部可見(jiàn)的面層損傷提供良好的判定依
據(jù)。此外，還可以使用X射線掃描，借助X光造影使溶劑滲人形成的裂縫
中，檢測(cè)內(nèi)部損傷。然而，目前大多使用計(jì)算機(jī)斷層掃描或超聲波掃描
等方法來(lái)確定內(nèi)部損傷。在對(duì)損傷進(jìn)行定量分析時(shí)，也可使用各種不同
的標(biāo)準(zhǔn)。

原則上，使用無(wú)量綱參數(shù)可以確保將檢測(cè)到的損傷與其他鉆孔直徑
進(jìn)行對(duì)比。因此，在對(duì)損傷進(jìn)行量化時(shí)，使用了最大損傷直徑與孔直徑
的無(wú)量綱比值，并以類(lèi)似的方式使用了最大裂紋長(zhǎng)度與刀具半徑之比作
為無(wú)量綱參數(shù)。這些評(píng)估參數(shù)的缺點(diǎn)是會(huì)對(duì)單個(gè)撕裂的纖維產(chǎn)生較大的
影響。另外，可以通過(guò)復(fù)雜測(cè)量技術(shù)測(cè)定損傷面積(相對(duì)于鉆孔截面)，
并由此得出一個(gè)更有說(shuō)服力的損傷程度方面的無(wú)量綱參數(shù)。然而，這樣
會(huì)在非均勻性損傷的情況下失去對(duì)損傷最大長(zhǎng)度的判定。

  減少加工引發(fā)損傷的策略
多種避免和減少加工引發(fā)損傷的方法。首先，單軸鉆孔時(shí)可以使用
合適的幾何形狀刀具，從而使工藝力比使用傳統(tǒng)麻花鉆時(shí)明顯降低。此
外，可以通過(guò)多軸銑削使超聲波振動(dòng)重疊或使用外部設(shè)計(jì)措施減少部件
的損傷。

傳統(tǒng)鉆孔的特點(diǎn)是根據(jù)工藝、刀具切削速度沿半徑向中心處逐漸降
低，因此在切削刃間中心線區(qū)域不會(huì)再發(fā)生切削。更確切地說(shuō)，材料只
是會(huì)受到擠壓，特別是刀具中心區(qū)域的幾何形狀對(duì)所需軸向作用的送刀
力有很大的影響。在使用麻花鉆頭鉆孔時(shí)，單是其橫刃所產(chǎn)生的送刀力
就占總送刀力的65%-75%。然而，由于送刀力對(duì)鉆頭鉆出時(shí)的分層產(chǎn)生
起著決定性的作用，因此，要使刀具取得良好的加工效果就需要解決這
個(gè)問(wèn)題。

在對(duì)比麻花鉆頭的情況下，通過(guò)分析和試驗(yàn)確定了使用空心鉆頭、
鋸齒鉆頭或階梯鉆頭發(fā)生分層的較高臨界送刀力。在Bhatnagar等人200
4年的論文中，通過(guò)具有階梯形或多切割面((8個(gè)切割面)的磨削鉆頭替
代麻花鉆或拋物線型刀頭，可以在加工玻璃纖維層壓板時(shí)實(shí)現(xiàn)較小的損
傷。

使用空心鉆頭的工藝力明顯更小，并且與麻花鉆頭相比，發(fā)生分層
的臨界送刀值最大可達(dá)到麻花鉆頭的16倍以上。目前在市場(chǎng)上已經(jīng)可以
買(mǎi)到這些幾何形狀的刀具，它們能夠在鉆孔時(shí)明顯減少對(duì)纖維增強(qiáng)塑料
的損傷。除了純幾何形狀變化之外，調(diào)整工藝參數(shù)，尤其是送刀速度，
也可以影響加工結(jié)果。因此，一般情況下，應(yīng)當(dāng)在刀具快穿透時(shí)降低進(jìn)
給速度，由此減小送刀力，從而減小部件損傷。

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