Каковы трудности при обработке небольших отверстий в углеродно-волокнистых композиционных материалах?

Каковы трудности при обработке небольших отверстий в углеродно-волокнистых композиционных материалах?

Композитный материал из углеродного волокна — это современный композитный материал, обладающий характеристиками легкости, высокой прочности и коррозионной стойкости. В настоящее время он широко используется в различных областях, таких как автомобилестроение, высокотехнологичная медицинская, промышленная и военная промышленность. Хотя композитные материалы из углеродного волокна обладают превосходными характеристиками, вторичная обработка относительно сложна, особенно при сверлении отверстий в композитных материалах из углеродного волокна.

При обработке небольших отверстий в композиционных материалах из углеродного волокна обнаружено, что перфорированные композиционные материалы из углеродного волокна склонны к разрывам, расслоению и неравномерному внешнему виду вокруг отверстий. Как хорошо известно, трудности со снятием стружки и рассеиванием тепла при резке при обработке небольших отверстий могут еще больше ухудшить окружающую среду композитных материалов из углеродного волокна во время обработки небольших отверстий, усугубить степень повреждения при механической обработке и затруднить обеспечение качества и точности обработки. . Ниже мы подробно представим некоторые распространенные проблемы и технические трудности композитных материалов из углеродного волокна при обработке небольших отверстий: сильное засорение и износ инструмента. Чтобы обеспечить эффективность обработки, при сверлении небольших отверстий обычно используются более высокие скорости инструмента. В то же время из-за неоднородности углеродоволокнистых композиционных материалов углеродное волокно и смола поочередно воздействуют на режущую кромку инструмента при более высоких скоростях режущей линии во время обработки. Углеродные волокна высокой твердости и износостойкости оказывают сильное эрозионное воздействие на режущую кромку инструмента. режущие инструменты, что приводит к повышению температуры в зоне резания. Смола с плохой теплопроводностью концентрирует тепло на небольшой площади возле режущей кромки инструмента, что приводит к сильному износу задней поверхности инструмента.

Сильный износ инструмента влияет на форму, точность размеров и качество поверхности обрабатываемых изделий. Низкая стойкость инструмента приводит к частой замене и шлифовке, что также увеличивает стоимость обработки композиционных материалов. Углеволоконные композиционные материалы с высокой температурой резания и сильными повреждениями при обработке формируются путем ламинирования в разных направлениях укладки препрегов из углеволокна, имеющих значительную анизотропию и низкую межслоевую прочность, что не способствует обработке. Кроме того, малый диаметр маленького отверстия приводит к недостаточному пространству для стружки, что затрудняет удаление стружки в процессе обработки. Влага может вызвать ухудшение свойств матрицы и интерфейса, а также пластификацию материала матрицы. Охлаждающая жидкость обычно не используется во время обработки. Поэтому температура резания при обработке отверстий небольшого размера выше, чем при обработке отверстий обычного размера. Смолы с плохой термостойкостью (обычно при температуре жаростойкости (200-300) градусов) склонны к размягчению или даже горению под действием режущего тепла. Высокая температура значительно снижает прочность сцепления смолы, что приводит к отслоению соединения на границе раздела с углеродными волокнами и между композитными ламинатами, тем самым усугубляя такие повреждения, как образование заусенцев, расслоение и разрыв.

Маленькие режущие инструменты имеют низкую жесткость и большие ошибки формирования отверстий и позиционирования. Из-за плохой жесткости маленьких сверл они склонны к поломке под действием сил резания и вибрации станка. Режущий инструмент склонен к изгибу и деформации, что серьезно влияет на точность положения сверления, а также на точность размера и формы отверстия в процессе сверления. Кроме того, из-за анизотропии композиционных материалов существует значительная разница в теплофизических коэффициентах между продольными (т.е. параллельным направлением волокон) и поперечными (т.е. вертикальным направлением волокон) материалами, что приводит к неравномерному изменению размера пор во время сверления и образование эллиптических отверстий. Резкие изменения температуры во время обработки могут привести к образованию конических отверстий при обработке композиционных материалов.

www.superbheater.com