复合材料的机械加工方法
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碳纤维复合材料加工工艺一、手糊成型工艺:在模具表面上涂抹脱模剂、胶衣,将事先裁好的碳纤维预浸布铺设在模具工作面上,在工作面上刷涂或喷射树脂胶液,达到所需要的厚度之后,成型固化、脱模、后处理。
在成型技术高度发达的今天,手糊工艺仍然具有工艺简便、投资低廉、适用面广的特点,在石油化工、储存容器、贮槽、汽车壳体等诸多领域有广泛应用。
其缺点是质地疏松、精度不高、表面粗糙、密度低,制品强度不高,并且主要依赖人工,质量不稳定,生产效率很低,难以批量化和标准化。
喷射成型工艺属于手糊成型工艺中低压成型工艺的一类,一般利用短切纤维和树脂混合,在喷枪中利用压缩空气均匀喷洒在模具表面上,达到所需厚度后,再利用手工橡胶来回刷平,最后固化成型。
为改进手糊成型工艺而创造的一种半机械化成型工艺,在生产效率方面有一定的提高,多用来制造汽车车身、船身、浴缸、储罐的过渡层。
二、真空热压罐工艺:工艺过程是将单层预浸料按预设方向铺叠成的复合材料坯料放置在热压罐内,在一定预设温度和压力下完成固化的过程。
热压罐是一种能够承受和调整温度、压力范围的专用压力容器。
坯料铺设在涂抹脱模剂的模具表面,然后依次用脱模布、吸胶毡、透气毡完全覆盖,并密封在真空袋内,再放入热压罐内。
在放入热压罐加温固化之前需要抽真空,然后在放入热压罐高温、加压、固化成型固化规则的制定与执行是保证复合材料产品质量的关键。
此种成型工艺适多用于制造整流罩、飞机舱门、机载雷达罩,支架、机翼、尾翼等产品。
三、层压成型工艺:把一层层铺设的预浸料放置在上下平板模之间通过加压高温固化成型,这种工艺可以直接利用木胶合板的生产方法和设备,并根据树脂的流动性能,进而进行改进与完善。
此种成型工艺主要用来生产不同规格、不同用途的复合材料板材。
具有机械化和自动化程度高、产品质量稳定、利用批量化等特点,但是设备投资较大,成本较高。
四、缠绕成型:缠绕成型工艺的发展已经有半个世纪,随着缠绕技术的不断更新,缠绕工艺基本已经成型,并成为金属铝复合材料重要施工工艺之一。
芳纶纤维复合材料孔的加工方法
芳纶纤维复合材料是一种高强度、高模量、高温度稳定性的材料,广泛应用于航空、航天、汽车、船舶等领域。
在实际应用中,需要对芳纶纤维复合材料进行加工,其中对孔的加工是一项重要的工艺。
本文介绍了芳纶纤维复合材料孔的加工方法。
一、传统机械加工法
传统机械加工法包括钻孔、铣孔、车孔等。
在进行芳纶纤维复合材料的机械加工时,需要选择合适的工具和加工参数,避免产生热损伤和机械切削力过大导致的材料破裂。
二、激光加工法
激光加工法是一种高精度、无接触的加工技术,适用于芳纶纤维复合材料孔的加工。
激光加工可以控制加工深度和孔径大小,同时避免产生机械切削力和热损伤,对芳纶纤维复合材料的加工质量具有良好的保证。
三、水刀切割法
水刀切割法是一种利用高压水流和磨料进行切割的加工技术,适用于芳纶纤维复合材料孔的加工。
水刀切割可以实现高速、高精度的孔加工,同时避免产生热损伤和机械切削力过大导致的材料破裂。
综上所述,针对芳纶纤维复合材料的孔加工,可以选择传统机械加工法、激光加工法或水刀切割法进行加工。
需要根据具体的加工要求和材料性质选择合适的加工方法和加工参数,以保证加工质量和效率。
金属基复合材料的制作工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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在进行金属基复合材料的制作之前,需要进行充分的准备。
复合材料切割复合材料是一种由两种或两种以上的不同材料组合而成的新材料,通常具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点,在航空航天、汽车、建筑等领域得到广泛应用。
而复合材料的切割则是在制造和加工过程中不可或缺的一环。
本文将就复合材料切割的相关内容进行探讨。
首先,复合材料切割的方法多种多样,常见的有机械切割、热切割和激光切割等。
机械切割是指利用机械设备如锯片、磨削工具等对复合材料进行切割,适用于较为厚实的复合材料。
热切割则是利用高温对复合材料进行切割,常见的方法有火焰切割和等离子切割,适用于较为薄的复合材料。
而激光切割则是利用激光束对复合材料进行切割,具有精度高、速度快的特点,适用于对复合材料进行精细加工。
其次,不同的复合材料在切割过程中需要选择不同的切割方法。
例如,碳纤维复合材料通常采用热切割的方法,因为碳纤维具有较高的熔点,机械切割容易造成刀具磨损严重,影响切割质量。
玻璃纤维复合材料则适合机械切割,因为玻璃纤维易于切割,且不易产生热变形。
而对于较为薄的复合材料,激光切割则是一个较好的选择,可以实现高速、高精度的切割。
此外,复合材料切割的过程中需要注意一些技术细节。
首先是刀具选择,不同的切割方法需要选择不同的刀具,如热切割需要选择耐高温的刀具,激光切割需要选择耐磨损的刀具。
其次是切割参数的控制,包括切割速度、切割压力、切割温度等,这些参数的控制直接影响切割质量。
最后是切割后的表面处理,对于一些对表面要求较高的复合材料,切割后需要进行表面处理以保证其质量。
综上所述,复合材料切割是一个复杂而又重要的加工环节,选择合适的切割方法和技术细节的控制对于保证复合材料加工质量至关重要。
希望本文能够对复合材料切割的相关内容有所帮助。
纤维增强复合材料的性能及机械加工技术
纤维增强复合材料是一种由纤维和基质组成的复合材料,具有轻质高强、耐腐蚀、耐热、耐磨等优点,因此在航空航天、汽车、船舶、建筑等领域得到了广泛应用。
本文将从
纤维增强复合材料的性能特点和机械加工技术两个方面进行介绍。
一、纤维增强复合材料的性能特点
1. 高强度:纤维增强复合材料通常由纤维和树脂基质组成,纤维具有高强度和高模
量的特点,能够有效提高复合材料的强度和刚度。
2. 轻质:纤维增强复合材料的密度很低,通常为金属材料的1/4至1/5,因此具有很好的轻质化优势,适用于要求重量轻、强度高的领域。
3. 耐腐蚀:由于纤维和树脂基质的稳定性较高,因此纤维增强复合材料具有很好的
耐腐蚀性能,能够在恶劣的环境下长期使用。
4. 耐热性:部分纤维增强复合材料具有良好的耐高温性能,能够在高温下保持较好
的力学性能。
5. 成型性好:纤维增强复合材料可以通过不同的成型工艺制备成不同形状的产品,
具有很好的设计自由度。
1. 切削加工:纤维增强复合材料具有很高的硬度和韧性,因此在切削加工时需要采
用高速切削和合适的刀具,避免产生振动和热损伤。
4. 成型加工:纤维增强复合材料可以通过模压、压延、拉伸等工艺进行成型加工,
需要控制好温度、压力和成型速度。
5. 粘接加工:纤维增强复合材料的粘接加工需要选择合适的粘接剂和表面处理工艺,确保粘接强度和密封性。
通过以上介绍,我们可以了解到纤维增强复合材料具有很好的性能特点和机械加工技术,对于现代工程领域具有很高的应用价值。
随着科技的不断进步,相信纤维增强复合材
料会在未来得到更广泛的应用和发展。
碳纤维复合材料加工
碳纤维复合材料是一种由碳纤维和树脂基体组成的高强度、轻质材料,具有优
异的机械性能和耐腐蚀性能,因此在航空航天、汽车、船舶、体育器材等领域得到广泛应用。
碳纤维复合材料加工是指对碳纤维布料进行裁剪、预浸树脂、成型、固化等一系列工艺过程。
本文将介绍碳纤维复合材料加工的相关知识和技术要点。
首先,碳纤维复合材料加工的第一步是对碳纤维布料进行裁剪。
在裁剪过程中,需要根据零件的形状和尺寸,利用模具或者数控切割机对碳纤维布料进行精确的裁剪。
裁剪时要注意布料的方向,以保证零件在使用时具有良好的力学性能。
接下来是预浸树脂。
预浸树脂是指事先浸渍好树脂的碳纤维布料,其目的是为
了提高树脂与碳纤维之间的结合强度。
预浸树脂的制备需要控制树脂的浸渍量和固化剂的添加量,以确保树脂的固化度和性能稳定。
然后是成型工艺。
碳纤维复合材料的成型工艺有手工成型、压缩成型、注塑成
型等多种方式。
在成型过程中,需要根据零件的结构和要求,选择合适的成型工艺,并严格控制成型温度、压力和时间,以保证成型零件的质量。
最后是固化工艺。
固化是指树脂在一定温度下发生化学反应,形成坚固的结构。
在固化过程中,需要控制固化温度和时间,以确保树脂充分固化,同时避免产生气泡和裂纹。
总之,碳纤维复合材料加工是一项复杂的工艺过程,需要严格控制各个环节,
以确保最终产品具有优异的性能和质量。
希望本文的介绍能够对碳纤维复合材料加工有所帮助,也希望读者能够在实际操作中加以参考和运用。
复合材料成型新工艺——热胀成型法复合材料已经成为现代科技发展的重要组成部分,因其质轻、硬度高、弹性好、耐腐蚀、抗热等优异性能而被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子信息、军工、医疗等高科技领域。
由于复合材料的制造工艺复杂,目前研究出的成型方法也较多,其中,热胀成型是近几年研究领域的一个热点,因其具有成本低、重量轻等优点,受到了技术人员的高度重视。
热胀成型(Thermoforming)是一种基于热胀原理的制造技术,主要用于形成细节多样化、结构复杂性高的复合材料件。
这种工艺可以利用电热、热气流、热压与热辐射等各种能源,使得介质材料在被加热时受到热胀力的作用而改变其原有的形状,来达到成型的目的。
热胀成型法的优势有很多,首先,它减少了制造材料的成本,因为它不需要大量的加工工序,并且可以重复使用不同的复合材料,从而节约制造费用;此外,它可以有效地产生高密度、低重量的零件,这对于航空航天、汽车制造、电子信息等领域都很有用;最后,它还可以实现快速成型,大大提高了工作效率。
当然,热胀成型也存在一定的局限性。
首先,通常这种工艺需要专业的设备,并且设备的成本相对较高;其次,由于这种成型方法的热胀率的限制,材料的尺寸也存在一定的局限性;最后,由于复合材料具有多层结构和不规则形状,当这种材料在热胀过程中,会受到力学破坏,从而使材料失去原有的性能。
虽然热胀成型在复合材料制造中有一定的局限性,但这并不影响研究人员对其进行积极探索和尝试。
他们不断利用新材料和新技术,优化热胀成型法,在减少成本、提高性能方面取得了显著成效。
例如,研究人员利用热胀注射成型技术将复合材料的制备速度提高了5倍;利用机械热胀法,使复合材料的拉伸强度提高了5%;利用光热胀法,使复合材料的抗热性能提高了20%,等等。
由此可见,热胀成型法对复合材料的改性和开发具有重要意义,如果能更好地掌握这种技术,可以有效地提高复合材料的性能和价值,从而为现代科技的发展带来更多可能性。
新型复合材料在工程机械上的应用分析随着科学技术的不断发展,新型材料的应用领域也在不断扩大。
复合材料因其轻质、高强度和耐腐蚀等特性,逐渐成为工程机械领域的热门材料之一。
本文将就新型复合材料在工程机械上的应用进行分析,并探讨其发展前景。
1. 碳纤维复合材料碳纤维复合材料是一种由碳纤维和树脂组成的高强度材料,具有良好的抗拉强度和刚性。
在工程机械上,碳纤维复合材料常常应用于机身、车架、液压缸等部件上,能够有效降低整机重量,并提高其承载能力和使用寿命。
二、新型复合材料在工程机械上的优势1. 轻质高强新型复合材料具有轻质高强的特性,能够有效降低机械整体重量,提高机械的运输效率和工作效率。
2. 耐腐蚀新型复合材料具有良好的耐腐蚀性,能够在恶劣环境下保持稳定的性能表现,延长机械的使用寿命。
3. 成型性好新型复合材料具有良好的成型性能,能够根据不同的机械部件形状进行精确的成型,提高加工效率和成品质量。
随着科技的不断进步,新型复合材料在工程机械领域的应用前景十分广阔。
随着环保意识的提高,新型复合材料的轻质高强特性能够降低机械的能耗和排放,符合节能减排的趋势;新型复合材料的耐腐蚀性和抗磨性能能够有效降低机械的维修成本,并延长机械的使用寿命,符合经济效益的要求;新型复合材料的成型性能优异,能够满足不同工况下机械部件的需求,提高整体性能表现,符合工程机械制造的需求。
新型复合材料在工程机械上的应用将会越来越广泛,其轻质高强、耐腐蚀、成型性好、热性能优异等特性将会为工程机械的发展带来新的机遇和挑战。
制造企业应加大对新型复合材料的研发和应用,不断提升机械整体的性能表现,满足市场和用户的需求,推动工程机械领域的技术创新和产业升级。
复合材料的加工概述
复合材料具有高的比强度和比刚度,性能可自由设计,抗腐蚀和抗疲劳能力强,减震性能好。
可以制成任意形状的产品,并可综合发挥各组成材料的优点。
因此,复合材料取得了飞速发展,应用领域不断拓宽,性能不断优化,加工工艺不断改善,成本不断降低。
目前广泛使用的复合材料,多以树脂或铝合金为基体,用纤维或颗粒增强,具有良好的综合性能。
但是复合材料的切削加工有较大难度,这是工业生产中面临的新问题。
复合材料的切削加工通常分为常规加工和特种加工两类方法。
常规加工基本上可以采用金属切削加工工艺和装备,也可以在一般木材加工机床上进行,还可以在冲床上进行冲切。
由于复合材料的性质与金属不同,因此机械加工时有它的特殊性。
在选择机械加工方法时,一般要考虑所加工的复合材料类型。
一般说来,常规方法较为简单,工艺也较成熟,不足的是难以加工形状复杂的工件,而且刀具磨损快,加工质量不高和所产生的切削粉末有害人体健康。
特种加工有激光束加工、高压水切割、电火花加工、超声波加工、电子束加工和电化学加工等。
这些方法独特,具有常规机械加工方法无法比拟的优点,因此是复合材料机械加工的发展方向。
复合材料加工复合材料是由两种或两种以上的不同材料组合而成的新型材料,具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
复合材料加工是指将复合材料进行成型、固化、表面处理等工艺过程,以满足产品设计要求的加工方法。
本文将介绍复合材料加工的一般流程和常见方法。
首先,复合材料加工的一般流程包括预处理、成型、固化和后处理。
预处理阶段主要包括原材料的选择、切割、堆叠等工序,以及模具的制备和表面处理。
成型阶段是将预处理好的材料放入模具中,通过压缩、注塑、挤出等方式进行成型。
固化阶段是指通过热固化、化学固化等方式使复合材料达到一定的硬度和强度。
最后,后处理阶段包括修整、表面处理、装配等工序,以获得最终的复合材料制品。
其次,复合材料加工的常见方法包括手工层叠、自动层叠、压缩成型、注塑成型、挤出成型等。
手工层叠是指将预浸复合材料层层叠加,然后放入模具中进行固化的方法,适用于小批量生产和复杂形状的制品。
自动层叠是在机械设备的帮助下进行复合材料的层叠,提高了生产效率和产品质量。
压缩成型是将预浸复合材料放入模具中,通过压力和热固化工艺进行成型,适用于大型平板和简单形状的制品。
注塑成型是将熔融状态的复合材料通过喷嘴注入模具中,通过压力和温度进行成型,适用于复杂形状和中小型制品。
挤出成型是将熔融状态的复合材料通过模具挤出成型,适用于连续生产和长型制品。
总之,复合材料加工是一项复杂而精密的工艺,需要在材料选择、工艺设计、设备操作等方面进行精心安排和管理。
随着科技的不断发展,复合材料加工技术也在不断创新和完善,为各行各业提供了更多更好的解决方案。
希望本文所介绍的内容能够对复合材料加工有所帮助,也希望复合材料加工能够在未来得到更广泛的应用和发展。
航空复合材料成型与加工技术摘要:复合材料通常是指由高分子材料、无机非金属材料或金属材料复合而成的一种新材料。
复合材料可定义为出两种或两种以上具有不同的化学或物理性质的组分材料组成的一种与组分材料性质不同的新材料,且各组分材料之间具有明显的界面。
具有重量轻、设计制造性能好、复合效应高等特点,以及比强度和比模量高、疲劳寿命长、抗腐蚀性能好等优点。
关键词:航空复合材料;成型;加工技术一、复合材料成型技术1.1自动铺放技术自动铺放技术主要有自动铺丝和自动铺带两种技术,这两种技术的共同点是都采用了预浸料,并能实现全自动化与数字化制造,高速高效。
自动铺放技术非常适用于制造大型复合材料结构件,在各种飞行器,尤其是大型民用飞机结构的制造中所占比重越来越大。
自动铺带技术的原材料是带隔离衬纸的单向预浸带。
切割、定位、堆叠和轧制均采用数控技术自动完成,并由自动铺带机实现。
多轴龙门机械手可用于完成胶带铺设位置的自动控制,核心部件——铺带头配备有预浸带输送和切割系统,可根据待铺设工件的轮廓自动完成预浸带预定形状的切割。
加热后,预浸料带在压辊的作用下铺设在模具表面。
该方法具有高质量、高效率、高可靠性和低成本的特点。
主要用于平面或低曲率弯曲部件或准平面复合材料部件的层压制造。
特别适用于大型复杂零部件的制造,减少了组装件的数量,节约了制造和组装成本,大大降低了材料的废品率和制造时间。
1.2热压罐成型热压罐成型工艺是目前复合材料结构件制造过程中应用最广泛的方法之一。
它利用热压罐内的高温压缩气体对复合材料坯料进行加热和加压,以完成固化目的。
热压罐主要由罐门及罐体、风机系统、加热系统、冷却系统、真空系统、压力系统、控制系统和安全系统等机械辅助设施组成。
在复合材料结构制品的固化过程中,按照工艺和技术要求完成制品的抽真空、加热和加压,以达到制品固化的目的。
热压罐成型具体工艺流程如下:第一步是材料准备,主要是预浸料,根据设计要求裁剪预浸料;第二步是模具准备,在铺放预浸料前需要用甲乙酮或丙酮等溶剂清洗模具的表面。
复合材料工艺与设备概述复合材料工艺与设备是指生产和加工复合材料的一系列流程和所使用的设备。
复合材料是一种由两种或多种不同材料组成的材料,具有很高的强度和轻质化的特点。
复合材料在航空航天、汽车、建筑、体育用品等领域得到广泛应用。
本文将介绍复合材料的常见工艺和所使用的设备。
工艺流程复合材料的生产和加工过程主要包括预处理、树脂浸渍、固化、成型和加工等环节。
1.预处理预处理阶段是为了确保复合材料的质量和性能,包括材料的清洁、去除表面污染物和氧化物等。
一般使用化学溶剂或机械方法进行清洗和表面处理。
2.树脂浸渍树脂浸渍是将纤维材料与树脂浸渍在一起形成复合材料的过程。
树脂是复合材料中起到粘合作用的关键材料,其中常用的树脂有环氧树脂、聚酰亚胺树脂等。
树脂浸渍过程包括浸渍、除泡、挤出等步骤。
3.固化固化是指树脂在一定温度和时间下发生化学反应,使复合材料具有一定的强度和硬度。
常用的固化方式有热固化和光固化。
热固化需要加热设备,而光固化则通过紫外线或可见光来触发化学反应。
4.成型成型是将浸渍且已固化的复合材料按照需要的形状进行加工和形成。
常见的成型方法有手工层压、热压和真空吸塑等。
成型过程需要注意材料的层间结构、纤维取向和树脂厚度等。
5.加工加工是指根据复合材料的用途和要求进行切割、修整、钻孔、打磨等加工工艺。
常用的加工设备有切割设备、钻孔设备、砂轮设备等。
设备介绍复合材料工艺所使用的设备主要包括涂胶机、自动抽屉加载机、固化炉、层压机和CNC加工中心等。
1.涂胶机涂胶机是将树脂均匀涂布在纤维材料上的设备。
它通过涂胶滚轮将树脂涂布在纤维上,确保树脂的浸渍均匀和厚度一致。
2.自动抽屉加载机自动抽屉加载机用于自动将纤维材料和树脂放入生产线中进行加工。
通过自动化的操作,提高生产效率和产品质量。
3.固化炉固化炉是用于固化树脂的设备,它提供一定的温度和环境条件,使树脂发生化学反应,形成固态的复合材料。
固化炉一般有恒温控制和可调湿度的功能。
复合材料工艺大全复合材料成型工艺是复合材料工业的发展基础和条件。
随着复合材料应用领域的拓宽,复合材料工业得到迅速发展,老的成型工艺日臻完善,新的成型方法不断涌现,目前聚合物基复合材料的成型方法已有20多种,并成功地用于工业生产。
如:(1)手糊成型工艺--湿法铺层成型法;(2)喷射成型工艺;(3)树脂传递模塑成型技术(RTM技术);(4)袋压法(压力袋法)成型;(5)真空袋压成型;(6)热压罐成型技术;(7)液压釜法成型技术;(8)热膨胀模塑法成型技术;(9)夹层结构成型技术;(10)模压料生产工艺;(11)ZMC模压料注射技术;(12)模压成型工艺;(13)层合板生产技术;(14)卷制管成型技术;(15)纤维缠绕制品成型技术;(16)连续制板生产工艺;(17)浇铸成型技术;(18)拉挤成型工艺;(19)连续缠绕制管工艺;(20)编织复合材料制造技术;(21)热塑性片状模塑料制造技术及冷模冲压成型工艺;(22)注射成型工艺;(23)挤出成型工艺;(24)离心浇铸制管成型工艺;(25)其它成型技术。
视所选用的树脂基体材料的不同,上述方法分别适用于热固性和热塑性复合材料的生产,有些工艺两者都适用。
复合材料制品成型工艺特点:与其它材料加工工艺相比,复合材料成型工艺具有如下特点:(1)材料制造与制品成型同时完成一般情况下,复合材料的生产过程,也就是制品的成型过程。
材料的性能必须根据制品的使用要求进行设计,因此在选择材料、设计配比、确定纤维铺层和成型方法时,都必须满足制品的物化性能、结构形状和外观质量要求等。
(2)制品成型比较简便一般热固性复合材料的树脂基体,成型前是流动液体,增强材料是柔软纤维或织物,因此用这些材料生产复合材料制品,所需工序及设备要比其它材料简单的多,对于某些制品仅需一套模具便能生产。
1、层压成型工艺层压成型是将预浸胶布按照产品形状和尺寸进行剪裁、叠加后,放入两个抛光的金属模具之间,加温加压成型复合材料制品的生产工艺。
复合材料制品设计过程中需要考虑的机械加工问题随着科技的不断发展,复合材料的应用范围越来越广泛,如飞机、汽车、建筑、航天等领域。
在复合材料制品设计过程中,机械加工是其中一个非常重要的环节。
机械加工是实现复合材料制品形状、尺寸、精度和表面粗糙度的一种手段。
本文将从复合材料机械加工的特点、机械加工的方法以及机械加工后需要注意的问题等方面来探讨复合材料制品设计过程中需要考虑的机械加工问题。
一、复合材料机械加工的特点尽管复合材料具有重量轻、强度高、刚性好、耐腐蚀等优点,但其机械加工却相对复杂。
主要表现在以下几个方面:1. 属性复杂:由于复合材料是由不同性质的原材料组合而成,因此其特性十分复杂。
在机械加工过程中,需考虑其强度、韧性等多种性能。
2. 接触不均:由于复合材料的疏松性,与其他材料相比,其接触面较小。
机械加工时,由于工具对其面积分布不均,很容易出现悬翼刀与工件之间的接触,从而导致机械加工质量下降。
3. 热敏性:复合材料加工时,由于热导率低,且散热难度大,容易产生局部过热,导致材料结构发生变化。
同时,其对温度的变化敏感,一旦出现过热或低温,将导致复合材料的强度、韧性等属性受到影响。
4. 表面脆性和屈服性:相对于金属材料,复合材料表面脆性和屈服性更高,容易出现因接触力过大或受力不均衡而造成的切削失效、屈服失效等问题。
二、机械加工的方法针对复合材料机械加工的特点,我们需要选择适当的机械加工方法,使其能够保证复合材料加工的质量和效率。
当前常见的机械加工方法有以下几种:1. CNC加工:通过计算机控制机床的运动,按照特定的程序完成复合材料的加工过程。
该方法处理精度高,加工速度快,但其加工成本相对较高。
2. 水刀切割:利用高压水流和磨料,进行清洗、切割等加工。
该方法可用于较粗糙的复合材料加工,具有定位精度高和切割质量好等优点。
3. 电火花加工:通过电极放电剥蚀的方式,实现复合材料的加工。
该方法适用于硬度较高、精度要求较高的复合材料。
复合材料制品设计过程中需要考虑的机械加工问题复合材料制品在不同的应用领域中具有优越的性能和应用前景。
其制造过程中需要考虑很多因素,机械加工问题就是其中之一。
机械加工是将工件在机床上以一定的加工工艺进行某种形状和精度加工的过程,是制造复合材料制品的重要环节之一。
在设计复合材料制品时需要考虑的机械加工问题包括以下几个方面:1.复合材料的加工性复合材料具有很高的比强度、比刚度、耐腐蚀等优点,但它的加工性却很差,较难进行粗加工、研磨和光亮度高的精加工等。
这一问题的解决需要在复合材料的制造过程中注重改善其加工性,包括:(1)改变复合材料的成分和结构,采用新的增强材料和树脂基体,以提高其加工性;(2)开发新的加工工艺和技术,选择合适的加工参数、工具和润滑剂等,以提高加工效率和质量;(3)选择合适的机械加工方式,在机械加工之前进行预处理,如切割、修边、砂光等,以提高复合材料的加工性。
2.机械加工工艺复合材料制品的机械加工需要选择合适的工艺,确保加工质量和工艺可控性。
常用的机械加工工艺包括牙轮车削、铣削、钻孔、切割和磨削等。
在选择机械加工工艺时,需要考虑复合材料的性质和形状、设计要求和制造成本等因素。
3.工具材料和刀具设计选择合适的工具材料和刀具设计对于提高复合材料的加工质量和效率有着至关重要的作用。
常用的刀具材料包括硬质合金、陶瓷和超硬材料等,而刀具设计上需要考虑刀尖形状、刀具齿数、刃角等因素。
选择合适的工具材料和刀具设计,不仅能够有效降低加工难度和成本,还可以提高加工质量和生产效率。
4.加工表面和精度要求复合材料制品的加工表面和精度要求直接影响其使用寿命和性能,并且加工表面和精度也是复合材料产品定位、品牌形象等方面的重要考量因素。
因此在机械加工过程中要考虑复合材料表面的光滑度、平整度、粗糙度和微观形貌等因素,以确保满足设计要求和使用效果。
复合材料的常规机械加工方法
一、锯切
玻璃纤维增强热固性基体层压板,采用手锯或圆锯切割。
热塑性复合材料采用带锯和圆锯等常用工具时要加冷却剂。
石墨/环氧复合材料最好用镶有硬质合金的刀具切割。
锯切时控制锯子力度对保证锯面质量至关重要。
虽然锯切温度也是一种要控制的因素,但一般影响不大,因锯切时碰到的最高温度一般不会超过环氧树脂的软化温度(182℃)。
金属基复合材料可用镶有金刚石的线锯锯切,不过其切割速度较慢,而且只能作直线锯切。
采用金刚石砂轮对陶瓷基复合材料进行常规锯切,可有两种速度:一种是250r/min,另一种是4000r/min。
这种锯切会使切割面的陶瓷基复合材料有相当大的损坏。
不过在较高锯切速度时,损坏虽大,但断面较为均匀。
二、钻孔和仿形铣
在复合材料上钻孔或作仿形铣时,一般采用干法。
大多数热固性复合材料层合板经钻孔和仿形铣后会产生收缩,因此精加工时要考虑一定的余量,即钻头或仿形铣刀尺寸要略大于孔径尺寸,并用碳化钨或金刚石钻头或仿形铣刀。
钻孔时最好用垫板垫好,以免边缘分层和外层撕裂。
另外钻头必须保持锋利,必须采用快速除去钻屑和使工件温升最小的工艺。
热塑性复合材料钻孔时,更要避免过热和钻屑的堆积,为此钻头应有特定螺旋角,有宽而光滑的退屑槽,钻头锥尖要用特殊材料制造。
一般钻头刃磨后的螺旋角约为10-15°,后角为9-20°,钻头锥角为60-120°。
采用的钻速不仅与被钻材料有关,而且还与钻孔大小和钻孔深度有关。
一般手电钻转速为900r/min时效果最佳,而固定式风钻则在转速为2100r/min和进给量为1.3mm/s时效果最佳。
三、铣削、切割、车削和磨削
聚合物基复合材料用常规普通车床或台式车床就可方便地进行车削、镗削和切割。
目前加工刀具常用高速钢、碳化钨和金刚石刀头。
采用砂磨或磨削可加工出高精度的聚合物基复合材料零部件。
最常用的是粒度为30-240的砂带或鼓式砂轮机。
大多数市售商用磨料均可使用,但最好采用合成树脂粘接的碳化硅磨料。
热塑性聚合物基复合材料用常规机械打磨时,要加冷却剂,以防磨料阻塞。
磨削有两种机械可用,一种是湿法砂带磨床,另一种是干法或湿法研磨盘。
使用碳化硅或氧化铝砂轮研磨时不要用流动冷却剂,以防工件变软。
复合材料层合板采用一般工艺就能在标准机床上铣削。
黄铜铣刀、高速钢铣刀、碳化钨铣刀和金刚石铣刀均可使用。
铣刀后角必须磨成7-12°,铣削刃要锋利。
高速钢铣刀的铣削速度建议采用180-300m/min,进刀量采用0.05-0.13mm/r,采用风冷。
热塑性复合材料可以用金属加工车床和铣床加工。
高速钢刀具只要保持锋利,就能有效使用。
当然采用碳化钨或金刚石刀具效果更好。
金属基复合材料一般用切割、车削、铣削和磨削就可加工。
对大多数金属基复合材料而言,获得优良机加工产品的前提是刀具要锋利、切削速度要适当、要供给充足冷却液或润滑剂和进给速度要快。