碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Material)通常為一次整體成型,但是成型后由于精度要求或者裝配需要,通常都需要進(jìn)行銑削加工,由于其性能原因,加工過程(guò chéng)很容易產(chǎn)生材料分層、撕裂、刀具磨損(零部件失效的一種基本類型)嚴(yán)重、產(chǎn)生殘余應(yīng)力的情況(Condition)發(fā)生,接下來就和大家共同討論碳纖維材料銑削加工常見問題(Emerson),歡迎在底部評論板塊提出不足和建議。碳纖維手機(jī)殼外柔內(nèi)剛”,質(zhì)量比金屬鋁輕,但強(qiáng)度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性,又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性,是新一代增強(qiáng)纖維。碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。
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1、刀具磨損(零部件失效的一種基本類型)。碳纖維手機(jī)殼是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向方向堆砌而成,經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性,因此碳纖維制品的強(qiáng)度大,硬度高,遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
碳纖維復(fù)合材料在之前還有一種說法是,碳纖維制品與同等質(zhì)量的金屬材料相比,碳纖維的強(qiáng)度等于金屬強(qiáng)度的12陪。 碳纖維材料(Material)經(jīng)過切削加工時,會產(chǎn)生大量熱不易被切屑帶走,幾乎聚集在刀具的刀尖、刀刃周邊,因?yàn)樘祭w維硬度高,導(dǎo)致(cause)刀具磨損嚴(yán)重,使切削力變大,切削表面溫度上升。因此,刀具材料(Material)不但要有高的高溫硬度、耐磨耗性和熱化學(xué)穩(wěn)定(wěn dìng)性、低摩擦系數(shù)等,且需刃口鋒利,以便在切削加工過程(guò chéng)中能快速切斷纖維,獲得良好的表面質(zhì)量。 2、切削力。 碳纖維復(fù)合材料(Material)高速銑削試驗(yàn)表明:銑削力隨轉(zhuǎn)速的提高而降低,隨軸向切深、徑向切深和進(jìn)給速度增大而增大,其中切削深度對銑削力的影響(influence)最大。隨著銑削速度提高,銑削溫度隨之升高,導(dǎo)致摩擦系數(shù)降低,變形系數(shù)減小,故單位(unit)面積切削力會減小,所以切削力有減小的趨勢。而進(jìn)給量增大,銑削時每齒切入工件的切削厚度增大,單位時間銑削的體積增加,銑削力隨之增加。因此,銑削纖維復(fù)合材料(Material)時,為減小銑削力,宜采用高轉(zhuǎn)速、小切深多次走刀的方式方法進(jìn)行切削加工。 3、表面粗糙度。 碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Material)表面粗糙度的影響因素有刀具材料(Material)、切削參數(shù)變量、工件材料(Material)的纖維方向角等。切削試驗(yàn)表明:碳纖維復(fù)合材料(Material)表面粗糙度主要取決于纖維方向角。纖維方向角在0°-90°之間表面質(zhì)量較好,90°是臨界值,超過該臨界值表面損傷嚴(yán)重。平行于纖維排布方向切削時所能達(dá)到的理論最小加工表面粗糙度就是纖維的直徑。 4、分層破壞(vandalism)。 碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Material)分層現(xiàn)象主要取決于刀具的磨損和頂層層壓板的纖維方向角,分層發(fā)生在最大切向力的位置。當(dāng)頂層纖維方向角為0°-90°時,即使使用磨損得很厲害的刀具也不會產(chǎn)生分層,當(dāng)纖維角大于90°時,分層現(xiàn)象容易發(fā)生。 5、切削形成機(jī)理。 碳纖維銑削時沒有出現(xiàn)明顯的切屑形式,主要以粉末狀切屑為主。當(dāng)切削速度較低時,產(chǎn)生剝離切屑,切削速度增加時,產(chǎn)生更小的破碎切屑。碳纖維復(fù)合材料(Material)不均勻性和缺乏良好的延展性導(dǎo)致產(chǎn)生不連續(xù)和破碎切屑的原因。由于切屑尺寸太小,很難清楚地揭示切屑形成過程。 歷經(jīng)七年的發(fā)展,發(fā)現(xiàn)在傳統(tǒng)切削加工中,由于碳纖維復(fù)合材料(Material)裝配的需要,鉆削加工被廣泛研究,車削和正交切削也得到了基礎(chǔ)性研究,但針對于銑削加工的研究相對較少。碳纖維復(fù)合材料(Material)高速銑削既可提高加工效率又可獲得較好的表面質(zhì)量。因此客戶如果有加工碳纖維的需求首先應(yīng)該選擇(xuanze)發(fā)展歷史悠久的廠家,期待與您的合作(collaborate)。
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