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碳纤维复合材料钻孔研究

日期:2016-10-15 17:19阅读次数:
  碳纤维复合材料是以碳纤维为增强材料,树脂为基体组成的新兴材料,具有高比强度、高比模量、抗震、热膨胀系数低等优点,成为继铝、钢、钛之后的四大航空结构材料之一,但是它的脆性大,在切削力的作用下容易产生分层、撕裂等缺陷,钻孔时尤为严重,加工质量难以保证。下面小编就来讲讲碳纤维复合材料钻孔时容易出现的问题和解决方案。
 
碳纤维复合材料加工件
(图示:碳纤维复合材料加工件)
 
  1、材料烧伤、分层、撕裂等问题
 
  一方面,如果刀具不够锋利,钻孔进程缓慢,刀具和材料之间的摩擦增多,产生更多热量,就会造成温度的急剧上升,应力改变,出现缺陷。另一方面,碳纤维复合材料由两种不同材料组成,它们的热膨胀系数、强度等各项性能都不一样,受到强大的切削力,容易分层、断裂。解决这些问题的方法是选用合适的刀具和工艺,控制好加工速度,减小材料与刀具的接触面积。
 
  2、钻头磨损问题
 
  碳纤维材料的硬度可以和高速钢相媲美,使用钻速6000r/min的手枪钻深度4.85mm的孔时,高速钢钻头在钻制3-4个孔后就会磨损严重,而高硬度的合金钻头可以钻50~70个孔。所以要解决这个问题应选用高硬度刀具。
 
  3、粉尘问题
 
  对在碳纤维复合材料上制孔会产生粉尘的问题,可以在钻孔过程中使用冷却液将粉尘带走,让它不散布到空气中,避免对人体和环境的危害。
 
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