[发明专利]适用于CFRP/钛（铝）合金叠层材料的复合振动钻削方法

权利要求书

1.适用于CFRP/钛合金叠层材料的复合振动钻削方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据叠层材料中碳纤维复合材料层和金属层的叠放顺序和各层厚度，分析计算钻削过程钻头所处的几个特殊位置；

步骤2：当钻头在金属层内钻削时，采用低频振动辅助钻削方式进行钻削；

步骤3：当钻头在碳纤维复合材料层内钻削时，采用超声频振动辅助钻削方式进行钻削；当碳纤维复合材料层在叠层材料的上部时，增大进给速度，当碳纤维复合材料层在叠层材料的下部时，减小进给速度并提高转速；

步骤4：当钻头在碳纤维复合材料层与金属层结合面处钻削时，同时采用超声振动和低频振动的复合振动辅助钻削方式进行钻削；

从O到D为钻头的行程，当碳纤维复合材料层和钛合金层的厚度各为1cm时，当叠层材料的上层为碳纤维复合材料层，下层为钛合金层时，钻头在从O进给到B的过程中，机床自动切换到预先设置好的加工参数，进给速度选为15mm/min，转速选为6000r/min，并且在从O到 B的加工过程中，被加工材料为碳纤维，此过程采用超声振动钻削，频率为35000Hz，振幅为5μm；当钻头在从B到C的过程中，钻头同时切削两种材料，此过程同时采用超声振动和低频振动复合辅助加工，低频振幅可选为0.1mm，频率为100Hz；当钻头通过C区间之后，钻削的材料只有钛合金，此时关闭超声振动，只采用低频振动辅助钻削；

当叠层材料的上层为钛合金层，下层为碳纤维复合材料层时，在加工钛合金层的时候，从O到B区间，机床自动切换到预先设置好的加工参数，转速设为6000r/min，进给速度选为15mm/min，并且由于从O到B的区段加工的是钛合金材料，采用低频振动钻削，低频振幅选为0.1mm，频率为100Hz；在B到C区间时，钻头同时加工两种材料，此时同时施加超声振动和低频振动，超声振动方式选择为轴向振动方式，频率为35000Hz，振幅为5μm，此时进给量速度下降，选为5mm/min，转速提升至10000r/min；当钻头在从C到D的区段时，转速和进给速度不变，关闭低频振动，只采用超声振动辅助钻削。

2.如权利要求1所述的适用于CFRP/钛合金叠层材料的复合振动钻削方法，其特征在于：通过数控系统同时对振动装置进行控制，实现叠层材料高低频复合振动钻削过程的自动化操作。