Aké sú ťažkosti pri obrábaní malých otvorov kompozitných materiálov z uhlíkových vlákien

Aké sú ťažkosti pri obrábaní malých otvorov kompozitných materiálov z uhlíkových vlákien

Kompozitný materiál z uhlíkových vlákien je pokročilý kompozitný materiál s charakteristikami nízkej hmotnosti, vysokej pevnosti a odolnosti proti korózii. V súčasnosti sa široko používa v rôznych oblastiach, ako sú automobily, špičkový medicínsky, priemyselný a vojenský priemysel. Hoci kompozitné materiály z uhlíkových vlákien majú vynikajúci výkon, sekundárne spracovanie je pomerne ťažké, najmä pri vŕtaní otvorov do kompozitných materiálov z uhlíkových vlákien.

Pri spracovaní malých otvorov v kompozitných materiáloch z uhlíkových vlákien sa zistilo, že dierované kompozitné materiály z uhlíkových vlákien sú náchylné na roztrhnutie, delamináciu a nerovnomerný vzhľad okolo otvorov. Ako je dobre známe, ťažkosti pri odstraňovaní triesok a odvádzaní tepla pri rezaní pri obrábaní malých otvorov môžu ešte viac zhoršiť prostredie kompozitných materiálov z uhlíkových vlákien počas obrábania malých otvorov, zhoršiť stupeň poškodenia obrábaním a sťažiť zabezpečenie kvality a presnosti obrábania. . Nižšie podrobne predstavíme niektoré bežné problémy a technické ťažkosti kompozitných materiálov z uhlíkových vlákien pri obrábaní malých otvorov: vážne zablokovanie a opotrebovanie nástroja. Aby sa zabezpečila efektivita obrábania, vŕtanie malých otvorov zvyčajne používa vyššie rýchlosti nástroja. Súčasne v dôsledku heterogenity kompozitných materiálov z uhlíkových vlákien, uhlíkové vlákno a živica striedavo pôsobia na reznú hranu nástroja pri vyšších rýchlostiach reznej linky počas obrábania, Vysoká tvrdosť a odolné uhlíkové vlákna majú silný vplyv na eróziu rezných nástrojov, čo spôsobuje vysoké teploty v oblasti rezu. Živica so zlou tepelnou vodivosťou koncentruje teplo v malej oblasti blízko reznej hrany nástroja, čo vedie k silnému opotrebovaniu zadnej strany nástroja.

Silné opotrebovanie nástroja ovplyvňuje tvar, rozmerovú presnosť a kvalitu povrchu spracovávaných produktov. Nízka životnosť nástroja vedie k častej výmene a brúseniu, čo tiež zvyšuje náklady na spracovanie kompozitných materiálov. Kompozitné materiály z uhlíkových vlákien s vysokou teplotou rezania a vážnym poškodením pri spracovaní sa vytvárajú laminovaním predimpregnovaných laminátov z uhlíkových vlákien v rôznych smeroch kladenia, ktoré majú výraznú anizotropiu a nízku pevnosť medzivrstvy, čo neprispieva k spracovaniu. Malý priemer malého otvoru má navyše za následok nedostatočný priestor na triesky, čo sťažuje odstraňovanie triesok počas procesu obrábania. Vlhkosť môže spôsobiť degradáciu vlastností matrice a rozhrania, ako aj plastifikáciu materiálu matrice. Chladiaca kvapalina sa pri obrábaní spravidla nepoužíva. Preto je teplota rezania pri obrábaní malých otvorov vyššia ako pri obrábaní otvorov bežnej veľkosti. Živice so slabou tepelnou odolnosťou (zvyčajne pri teplote tepelnej odolnosti (200-300) stupeň ) sú náchylné na zmäknutie alebo dokonca spálenie vplyvom rezného tepla. Vysoká teplota výrazne znižuje pevnosť spojenia živice, čo vedie k rozpojeniu na rozhraní s uhlíkovými vláknami a medzi kompozitnými laminátmi, čím sa zhoršuje poškodenie, ako sú otrepy, delaminácia a roztrhnutie.

Malé rezné nástroje majú nízku tuhosť a veľké chyby pri vytváraní otvorov a polohách. V dôsledku nízkej tuhosti malých vrtákov sú náchylné na zlomenie pri rezných silách a vibráciách obrábacích strojov. Rezný nástroj je náchylný na ohýbanie a deformáciu, čo vážne ovplyvňuje presnosť polohy vŕtania a presnosť veľkosti a tvaru otvoru počas procesu vŕtania. Navyše v dôsledku anizotropie kompozitných materiálov existuje značný rozdiel v tepelno-fyzikálnych koeficientoch medzi pozdĺžnymi (t. j. paralelný smer vlákien) a priečnymi (t. j. vertikálny smer vlákien) materiálmi, čo má za následok nerovnomerné zmeny veľkosti pórov počas vŕtania a tvorba eliptických otvorov. Prudké zmeny teploty počas spracovania môžu spôsobiť tvorbu kužeľových otvorov počas spracovania kompozitných materiálov.

Www.superbheater.com