Какви са трудностите при обработката на малки отвори на композитни материали от въглеродни влакна

Какви са трудностите при обработката на малки отвори на композитни материали от въглеродни влакна

Композитният материал от въглеродни влакна е усъвършенстван композитен материал с характеристиките на леко тегло, висока якост и устойчивост на корозия. Сега се използва широко в различни области като автомобили, медицинска, индустриална и военна индустрия от висок клас. Въпреки че композитните материали от въглеродни влакна имат отлична производителност, вторичната обработка е относително трудна, особено при пробиване на отвори върху композитни материали от въглеродни влакна.

При обработката на малки отвори в композитни материали от въглеродни влакна се установява, че щанцованите композитни материали от въглеродни влакна са склонни към разкъсване, разслояване и неравномерен външен вид около дупките. Както е добре известно, трудностите при отстраняването на стружки и разсейването на топлината при обработката на малки отвори могат допълнително да влошат околната среда на композитните материали от въглеродни влакна по време на обработка на малки отвори, да влошат степента на повреда при обработката и да затруднят осигуряването на качество и точност на обработката . По-долу ще представим подробно някои често срещани проблеми и технически трудности на композитните материали от въглеродни влакна при обработка на малки отвори: силно блокиране на инструмента и износване. За да се осигури ефективност на обработката, пробиването на малки отвори обикновено използва по-високи скорости на инструмента. В същото време, поради хетерогенността на композитните материали от въглеродни влакна, въглеродните влакна и смолата последователно действат върху режещия ръб на инструмента при по-високи скорости на линията на рязане по време на обработката, високата твърдост и устойчивите на износване въглеродни влакна имат силен ерозионен ефект върху режещи инструменти, причиняващи високи температури в зоната на рязане. Смолата с лоша топлопроводимост концентрира топлината в малка зона близо до режещия ръб на инструмента, което води до силно износване на задната повърхност на инструмента.

Силното износване на инструмента влияе върху формата, точността на размерите и качеството на повърхността на обработените продукти. Ниският живот на инструмента води до честа подмяна и шлифоване, което също увеличава разходите за обработка на композитни материали. Композитните материали от въглеродни влакна с висока температура на рязане и тежки повреди при обработка се образуват чрез ламиниране на препреги от въглеродни влакна в различни посоки на полагане, които имат значителна анизотропия и ниска якост на междинния слой, които не са благоприятни за обработка. В допълнение, малкият диаметър на малкия отвор води до недостатъчно пространство за стружки, което затруднява отстраняването на стружки по време на процеса на обработка. Влагата може да причини влошаване на свойствата на матрицата и интерфейса, както и пластификация на материала на матрицата. Охлаждащата течност обикновено не се използва по време на обработката. Следователно температурата на рязане при обработката на малки отвори е по-висока от тази при обработката на отвори с конвенционален размер. Смолите със слаба топлоустойчивост (обикновено при температура на топлоустойчивост от (200-300) градуса) са склонни към омекване или дори изгаряне под действието на топлината на рязане. Високата температура значително намалява силата на свързване на смолата, което води до разлепване на интерфейса с въглеродните влакна и между композитните ламинати, като по този начин влошава повредите като неравности, разслояване и разкъсване.

Малките режещи инструменти имат ниска твърдост и големи грешки при формиране на отвори и позициониране. Поради слабата твърдост на малките свредла, те са податливи на счупване при сила на рязане и вибрации на машинния инструмент. Режещият инструмент е склонен към огъване и деформация, което сериозно влияе върху точността на позицията на пробиване и точността на размера и формата на отвора по време на процеса на пробиване. В допълнение, поради анизотропията на композитните материали, има значителна разлика в термичните физични коефициенти между надлъжните (т.е. паралелна посока на влакната) и напречните (т.е. вертикална посока на влакната) материали, което води до неравномерни промени в размера на порите по време на пробиване и образуването на елипсовидни дупки. Драстичните промени в температурата по време на обработката могат да причинят образуването на конусовидни отвори по време на обработката на композитни материали.

Www.superbheater.com