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碳纤维复合材料的切削技术

日期:2014-09-18 16:21阅读次数:
  碳纤维复合材料的发明给世界带来了一场黑色革命。它重量轻、比强度高、拉伸模量高、化学性能稳定,与人体的骨骼、肌肉等都有良好的相容性,在轨道交通、建筑加固、工业生产、航天航空、军事安全、生物医学等领域有巨大的市场前景。切削是碳纤维机械加工中必不可少的一项工艺,但由于它的脆性过大,所以不是那么容易,下面就来具体说下。
 
碳纤维加工件
(图示:碳纤维加工件)
 
  与金属材料不同,碳纤维复合材料中的纤维是切削过程中主要磨损的要素。当切削的时候,力集中在纤维上,它的各项异性可能导致纤维拔出、内部脱落、分层等缺陷,进一步影响到产品的外形和性能。另外,碳纤维的脆性过大,当切削力其中在一个点上时,会出现出现断裂的现象。由于这些原因,在切削的时候,刀具磨损严重,常常需要更换刀刃。而切削出的粉末碎屑,容易堵塞砂轮孔,需要时常清理。这个问题一直是科学家们研究的对象,1983年的时候,就有人提出切削表面的质量与增强纤维的取向有关。还有科学家研究应力场分布,指出纤维方向对切削和应力场分布有重要的影响,试图从根本上解决这个难题。
 
  超声辅助磨削是一个改良的方法,它刚被提出就引起了国内外学者的兴趣。使用它,可以提高碳纤维复合材料表面的加工质量,降低刀具磨损、提高质量和效率、降低成本。当然,碳纤维的发展和研究还在继续,不断会有新的观点新的方法提出,切削技术也在不断提高。

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