碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用與機(jī)械加工(完整版)
【正文】 鋪層方式碳纖維復(fù)合材料是一種難切削加工材料，它的脆性大、硬度高，加工時(shí)容易出現(xiàn)分層、撕裂、毛刺等問(wèn)題。由于復(fù)合材料呈現(xiàn)各向異性，層間強(qiáng)度低，切削時(shí)在切削力的作用下容易產(chǎn)生分層、撕裂等缺陷，鉆孔時(shí)尤為嚴(yán)重，加工質(zhì)量難以保證。碳纖維復(fù)合材料的二次加工方法主要有傳統(tǒng)的機(jī)械加工和特種加工兩種，目前傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法仍是復(fù)合材料加工的主要手段，但在切削加工過(guò)程中遇到越來(lái)越多的問(wèn)題，如刀具快速磨損、鉆孔分層等。激光加工可用于復(fù)合材料的切割加工和孔加工，可以得到非常小的切縫寬度和接近平行的切縫側(cè)面，其加工效率高，但熱損傷很大。電鍍金剛石復(fù)合鉆頭是一種新型孔加工刀具，與其它類型的金剛石刀具相比，其制造工藝簡(jiǎn)單，刀具成本低；由于具有刀尖鋒利、多刃切削等優(yōu)點(diǎn)，該鉆頭在高速、低進(jìn)給條件下鉆削大連理工人學(xué)現(xiàn)代制造技術(shù)研究所研制了同樣滑枕也通過(guò)直線導(dǎo)軌與絲杠的配合束完成802D圖軸向的移動(dòng)與精確定位?；剞D(zhuǎn)類碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件高速數(shù)控鉆磨機(jī)瞇，如圖所示即為機(jī)床的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)圖。板材時(shí)，基本無(wú)分層、劈裂現(xiàn)象，可明顯提高生產(chǎn)率。由于具有小的切削力，所以超聲波振動(dòng)切削可用于碳纖維復(fù)合材料薄壁件的加工。碳纖維復(fù)合材料鉆孔加工特性主要表現(xiàn)在：（1）碳纖維復(fù)合材料層間強(qiáng)度低，在鉆孔過(guò)程中，如果復(fù)合材料構(gòu)件所受的鉆削軸向力過(guò)大，導(dǎo)致層間應(yīng)力過(guò)大，超過(guò)其基體樹脂的強(qiáng)度就會(huì)引起分層等缺陷；（2）碳纖維復(fù)合材料屬于各向異性材料，其纖維鋪層方向?qū)χ瓶子休^大影響，特別是單向板制孔時(shí)，鉆孔處的應(yīng)力集中較大，極易引起劈裂等缺陷；（3）碳纖維復(fù)合材料硬度大，在鉆孔時(shí)鉆頭磨損很快；（4）
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