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碳纤维复合材料的切削加工研究

澳门赌搏网站大全:2017-05-31 17:11阅读次数:
  与均质的金属材料相比,碳纤维复合材料是由增强材料和基体构成的非均质材料,而且增强材料和基体的导热性、热膨胀系数等物理性能和力学性能均有很大的差别。因此它在切削过程除了受到基体和增强基材料特性的影响外,还受到增强基的取向分布等因素影响,切削过程极为复杂,给加工带来了很多困难。
 
碳纤维复合材料加工件
(图示:碳纤维复合材料加工件)
 
  70年代以前,碳纤维复合材料的加工基本上沿用金属材料的加工刀具和切削工艺,但是后来遇到越来越多的问题,如刀具快速磨损、钻孔分层等。这些问题的出现给碳纤维复合材料的加工提出了新的课题,70年代后国际上陆续发表了一些有关复合材料加工的论文,早期的碳纤维复合材料加工技术的研究是塑料加工的延伸。80年代,Miner和Mackey在研究了两相复合材料切削工艺的复杂性后指出不仅要更新刀具概念,而且也需要改进切削工艺,这开始成为国内外学者研究的重要方向。
 
  目前,提高碳纤维复合材料切削加工质量的方法主要有以下几种:
 
  1、控制切削参数。在切削碳纤维复合材料时,分层的大小与平均轴向力存在着线形或分段线性的定量关系。轴向力是随进给量或进给速度的增加而增加的。所以在钻削碳纤维复合材料时,可以通过改变进给量或进给速度,把轴向力控制在一定范围内,从而保证孔的加工质量。
 
  2、选择合适钻型。钻削碳纤维复合材料尽量选择合适的钻型。减小横刃的长度,增加钻头切削部分的后角,提高切削刃的锋利性。钻削碳纤维复合材料用钻尖应具有一定的刃倾角,且刃倾角为负值,可以有效防止孔加工缺陷的出现。
 
  3、采取合理的工艺。在加工精度较高的情况下,钻孔后采用铰孔工艺或金刚石磨头磨孔,能有效的降低孔的表面粗糙度和提高孔的圆度。为了防止孔出口撕裂,在实际的加工中大多采用构件加强法。
 
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