计算机定量分析测量技术-切割面分析显微镜
损伤的确定
有多种方法可以用于确定部件的损伤。光学显微镜与带有后续图
像处理的光学扫描方法都可以对外部可见的面层损伤提供良好的判定依
据。此外，还可以使用X射线扫描，借助X光造影使溶剂渗人形成的裂缝
中，检测内部损伤。然而，目前大多使用计算机断层扫描或超声波扫描
等方法来确定内部损伤。在对损伤进行定量分析时，也可使用各种不同
的标准。
原则上，使用无量纲参数可以确保将检测到的损伤与其他钻孔直径
进行对比。因此，在对损伤进行量化时，使用了较大损伤直径与孔直径
的无量纲比值，并以类似的方式使用了较大裂纹长度与刀具半径之比作
为无量纲参数。这些评估参数的缺点是会对单个撕裂的纤维产生较大的
影响。另外，可以通过复杂测量技术测定损伤面积(相对于钻孔截面)，
并由此得出一个更有说服力的损伤程度方面的无量纲参数。然而，这样
会在非均匀性损伤的情况下失去对损伤较大长度的判定。
减少加工引发损伤的策略
多种避免和减少加工引发损伤的方法。首先，单轴钻孔时可以使用
合适的几何形状刀具，从而使工艺力比使用传统麻花钻时明显降低。此
外，可以通过多轴铣削使超声波振动重叠或使用外部设计措施减少部件
的损伤。
传统钻孔的特点是根据工艺、刀具切削速度沿半径向中心处逐渐降
低，因此在切削刃间中心线区域不会再发生切削。更确切地说，材料只
是会受到挤压，特别是刀具中心区域的几何形状对所需轴向作用的送刀
力有很大的影响。在使用麻花钻头钻孔时，单是其横刃所产生的送刀力
就占总送刀力的65%-75%。然而，由于送刀力对钻头钻出时的分层产生
起着决定性的作用，因此，要使刀具取得良好的加工效果就需要解决这
个问题。
在对比麻花钻头的情况下，通过分析和试验确定了使用空心钻头、
锯齿钻头或阶梯钻头发生分层的较高临界送刀力。在Bhatnagar等人200
4年的论文中，通过具有阶梯形或多切割面((8个切割面)的磨削钻头替
代麻花钻或抛物线型刀头，可以在加工玻璃纤维层压板时实现较小的损
伤。
使用空心钻头的工艺力明显更小，并且与麻花钻头相比，发生分层
的临界送刀值较大可达到麻花钻头的16倍以上。目前在市场上已经可以
买到这些几何形状的刀具，它们能够在钻孔时明显减少对纤维增强塑料
的损伤。除了纯几何形状变化之外，调整工艺参数，尤其是送刀速度，
也可以影响加工结果。因此，一般情况下，应当在刀具快穿透时降低进
给速度，由此减小送刀力，从而减小部件损伤。
