
碳纤维材料的机械加⼯⽅式有哪些?
碳纤材料是⼀种含碳的特殊纤维。耐热、耐磨、导电、导热、耐腐蚀,外形呈纤维状,柔软,可加⼯成各种类型的织物,其⽯墨微晶结构沿纤维轴选择优良的⽅向,沿纤维轴有较⾼的强度和模量。
碳纤原料的机械加⼯⽅式很多,传统的有车削、磨削、钻孔等,⽽超声波切削等⾮传统的加⼯⽅法则是采⽤超声波切削。本⽂主要分析了碳纤维制品的传统加⼯⼯艺及其作⽤,并进⼀步探讨了⼯艺参数对加⼯性能和加⼯表⾯质量的影响。
⼀、车削加⼯。
车削法是碳纤维复合材料加⼯中应⽤较多的⼀种加⼯⽅法,主要⽤于实现预制圆柱⾯尺⼨公差。可⽤于碳纤维车削的⼯具材料有陶瓷、硬质合⾦、⽴⽅氮化硼、⾦刚⽯聚晶等。
⼆、铣削加⼯。
铣削加⼯⼀般⽤于碳纤维制品的加⼯,其加⼯精度⾼,形状复杂,从某种意义上说,铣削可视为⼀种修正作业。铣削加⼯能获得⾼质量的加⼯表⾯;碳纤维复合材料⼯件在加⼯过程中,由于铣⼑与复合材料之间的复杂相互作⽤,经常会出现层状或⾮层状纤维丝⽑边。为减少纤维层和⽑刺现象,我们进⾏了⼤量的尝试和探索。
三、加⼯钻孔。
碳纤零件在装配前需先进⾏螺栓或铆接,碳纤零件钻孔时会出现料层分离、⼑具磨损、孔内表⾯加⼯质量等问题。经检测,切削参数、钻头形状、切削⼒等对层次化现象及产品表⾯质量均有影响。
四、研磨加⼯。
碳纤维复合材料在航空、航天、船舶等领域的加⼯精度要求⾮常⾼,需要通过磨削加⼯达到良好的加⼯表⾯质量。但是,碳素纤维复合材料的磨削加⼯较⾦属难。结果表明,在相同的磨削条件下,磨削加⼯多为碳纤维复合材料,且切削⼒随磨削深度的增加呈线性增加趋势,且切削⼒⼤于单向碳纤维复合材料的切削⼒;⽤损伤区最⼤直径与孔径之⽐来分析层状现象,层状因⼦越⼤,层状现象越严重。
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