碳纖維復合材料作為高端先進材料的一種,具有質硬、高強的特性,雖然性能優越,但是二次加工起來比較困難。碳纖維制品就是指以碳纖維預浸布為原材料,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。在對碳纖維復合材料品質的產品(Product)進行打孔時,很容易出現空周邊撕裂、分層、外觀不平整的情況。大型的碳纖維制品需要協調結構特征確定孔位的零件,必須由鉗工手工鉆孔加工,但是在手工鉆孔時,加工狀態非常不穩定,存在許多的不確定因素和人為影響(influence),造成手工鉆孔質量不穩定,制件的孔壁周圍材料缺陷比設備(shèbèi)加工時嚴重,特別是孔出口撕裂更嚴重。大型碳纖維復合材料零件制造成本極高,通常孔的加工數量又較多,鉆孔時的任何質量問題(Emerson)都會形成產品的缺陷,直接影響到零件的裝配質量,嚴重時導致(cause)零件報廢,造成巨大損失。 123,123
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碳纖維復合材料(Material)手工鉆孔技術難點分析(Analyse):
由于碳纖維鋪層各角度產生各向異性,層間強度低,同時碳纖維復合材料(Material)硬度高、性能脆、強度高及導熱能力差,導致(cause)鉆孔時鉆頭磨損(零部件失效的一種基本類型)嚴重,產生的切削轉矩和切削熱大,零件材料在切削力的作用下易發生孔壁周圍材料分層、孔出口撕裂等現象。碳纖維復合材料在之前還有一種說法是,碳纖維制品與同等質量的金屬材料相比,碳纖維的強度等于金屬強度的12陪。在鉆頭直徑、切削刃幾何參數一定的情況(Condition)下,鉆頭鉆速和進給速度將是影響(influence)軸向力大小的主要因素,軸向力隨著轉速的增大而減小,隨著進給量的增加而增大,而且進給量的影響遠大于轉速的影響,所以進給量是控制(control)軸向力的一個關鍵因素??壮隹谒毫讯喟l生在孔出口的一側最表面層,在鉆孔加工中最常見的缺陷是由于鉆孔接近鉆出時,軸向力的下降速率小于材料強度的下降速率,造成切削材料未進入切削層即造成破壞(vandalism),產生撕裂,所以在鉆孔接近鉆出時需要減小進給量,這樣使鉆削力小于缺陷產生的臨界切削力,減少孔出口撕裂現象,同時由于鉆刃鋒利度不夠,復合材料纖維不是被完全切斷就已鉆通,造成孔出口撕裂、毛邊。因此,碳纖維復合材料孔加工,特別是接近鉆通時,應選擇(xuanze)較小的進給量。
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在碳纖維復合材料(Material)制件手工鉆孔時,手持風鉆、鉆頭加工狀態非常不穩定(wěn dìng),鉆頭的中心位置、垂直度等會發生偏差和變化,操作控制(control)者的工作經驗直接影響(influence)孔的加工質量,手工鉆孔過程中進給量不易控制,這是造成手工鉆孔質量不穩定的主要因素,特別是孔接近鉆出時由干被切削材料突然最大化減少,瞬間材料本身的鉆削反力突然大幅度減少,造成進給量會突然加大,出現鉆頭沖擊性鉆透現象,導致(cause)孔出口撕裂更嚴重。碳纖維復合材料在之前還有一種說法是,碳纖維制品與同等質量的金屬材料相比,碳纖維的強度等于金屬強度的12陪。碳纖維手機殼是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成,經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。
123456 為解決碳纖維復合材料手工鉆孔加工中的難點,提高手工鉆孔加工的穩定(wěn dìng)性,控制(control)手工鉆孔的進給量,需要通過(tōng guò)必要的技術改進,改善碳纖維復合材料手工鉆孔加工質量。碳纖維復合材料此前世界上碳纖維技術發達的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產品和技術,保持著極其謹慎的態度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進口,還受到發達國家的嚴格控制。 以碳纖維為主的高性能纖維增強復合材料改性研發及軌道交通、汽車工業、航空軍工、機器人、醫療器械等先進裝備零部件開發制造的民營科技公司,技術力量雄厚,掌握多種工藝,能加工出高質量的碳纖維產品(Product)。碳纖維加工件