Jaké jsou potíže při obrábění malých otvorů kompozitních materiálů z uhlíkových vláken

Jaké jsou potíže při obrábění malých otvorů kompozitních materiálů z uhlíkových vláken

Kompozitní materiál z uhlíkových vláken je pokročilý kompozitní materiál s charakteristikami nízké hmotnosti, vysoké pevnosti a odolnosti proti korozi. Nyní je široce používán v různých oblastech, jako jsou automobily, špičkový lékařský, průmyslový a vojenský průmysl. Přestože kompozitní materiály z uhlíkových vláken mají vynikající výkon, sekundární zpracování je poměrně obtížné, zejména při vrtání otvorů do kompozitních materiálů z uhlíkových vláken.

Při zpracování malých otvorů v kompozitních materiálech z uhlíkových vláken se zjistilo, že děrované kompozitní materiály z uhlíkových vláken jsou náchylné k roztržení, delaminaci a nerovnoměrnému vzhledu kolem otvorů. Jak je dobře známo, potíže s odstraňováním třísek a odvodem tepla při řezání při obrábění malých otvorů mohou dále zhoršit prostředí kompozitních materiálů z uhlíkových vláken během obrábění malých otvorů, zhoršit stupeň poškození obráběním a ztížit zajištění kvality a přesnosti obrábění. . Níže podrobně představíme některé běžné problémy a technické potíže kompozitních materiálů z uhlíkových vláken při obrábění malých otvorů: silné zablokování a opotřebení nástroje. Aby byla zajištěna efektivita obrábění, vrtání malých otvorů obvykle používá vyšší rychlosti nástroje. Zároveň díky heterogenitě kompozitních materiálů z uhlíkových vláken působí uhlíkové vlákno a pryskyřice střídavě na řeznou hranu nástroje při vyšších rychlostech řezné linie během obrábění, Vysoká tvrdost a odolnost proti opotřebení uhlíková vlákna mají silný vliv na erozi řezných nástrojů, což způsobuje vysoké teploty v oblasti řezu. Pryskyřice se špatnou tepelnou vodivostí koncentruje teplo v malé oblasti poblíž řezné hrany nástroje, což má za následek silné opotřebení zadní strany nástroje.

Silné opotřebení nástroje ovlivňuje tvar, rozměrovou přesnost a kvalitu povrchu zpracovávaných produktů. Nízká životnost nástroje vede k časté výměně a broušení, což také zvyšuje náklady na zpracování kompozitních materiálů. Kompozitní materiály z uhlíkových vláken s vysokou teplotou řezání a vážným poškozením při zpracování jsou tvořeny laminováním prepregů z uhlíkových vláken v různých směrech pokládání, které mají významnou anizotropii a nízkou pevnost mezivrstvy, což neprospívá zpracování. Malý průměr malého otvoru má navíc za následek nedostatečný prostor pro třísky, což ztěžuje odstraňování třísek během procesu obrábění. Vlhkost může způsobit degradaci vlastností matrice a rozhraní, stejně jako plastifikaci materiálu matrice. Při obrábění se obecně nepoužívá chladicí kapalina. Proto je řezná teplota při obrábění malých otvorů vyšší než při obrábění konvenčních rozměrů otvorů. Pryskyřice se špatnou tepelnou odolností (obvykle při teplotě tepelné odolnosti (200-300) stupně ) jsou náchylné k měknutí nebo dokonce k hoření působením řezného tepla. Vysoká teplota výrazně snižuje pevnost spojení pryskyřice, což vede k rozpojení na rozhraní s uhlíkovými vlákny a mezi kompozitními lamináty, čímž se zhoršuje poškození, jako jsou otřepy, delaminace a roztržení.

Malé řezné nástroje mají nízkou tuhost a velké chyby při vytváření otvorů a polohování. Kvůli nízké tuhosti malých vrtáků jsou náchylné k lámání pod řeznými silami a vibracemi obráběcího stroje. Řezný nástroj je náchylný k ohybu a deformaci, což vážně ovlivňuje přesnost polohy vrtání a přesnost velikosti a tvaru otvoru během procesu vrtání. Navíc díky anizotropii kompozitních materiálů existuje značný rozdíl v tepelně fyzikálních koeficientech mezi podélnými (tj. paralelní směr vláken) a příčnými (tj. vertikální směr vláken) materiály, což má za následek nerovnoměrné změny velikosti pórů při vrtání a vytváření eliptických otvorů. Prudké změny teploty během zpracování mohou způsobit tvorbu kuželových otvorů během zpracování kompozitních materiálů.

Www.superbheater.com