碳纤维复合材料是由碳纤维材料和树脂基质组成,碳纤维材料主要起到增强的作用,树脂基质能够将其承受的载荷均匀的传递给碳纤维。常见的金属材料属于均质连续材料,切削加工比较简单,碳纤维复合材料与之不同,所以切削过程会显得比较复杂,本文我们来分析下不同切削角度下碳纤维复合材料的切屑是如何产生的。
(1)当θ=0°时,在切削过程中,随着刀具的推进,碳纤维复合材料处于挤压状态。树脂的拉伸强度比碳纤维的拉伸强度要小得多,当挤压达到一定程度时,切削部位的最下方会发生剥离,从而导致切削层被掀起。在刀具推进的过程中,切削层承受弯曲应力,当弯曲应力增加直至超过碳纤维的强度极限时,碳纤维被折断,纤维层与树脂层相互剥离,从而产生切屑。
(2)当0°<θ<90°时(以0=45°和θ=90°为代表)。刀具在切削的过程中会形成与纤维垂直的剪切应力,当剪切应力增加超过碳纤维的强度极限时,碳纤维被剪断,随着刀具继续向前推进,碳纤维也随之往前产生移动,在移动过程中,纤维界面会产生剪切应力。当剪切应力增加超过树脂层的剪切强度时,碳纤维层分离,也会产生碎屑。
(3)当90° <θ< 180°时(以135°为代表)。碳纤维材料会在刀具前端产生弯曲,当弯曲的应力超过碳纤维复合材料的抗弯强度极限时,当弯曲应力不断增加并超过碳纤维复合材料抗弯强度极限的时候,材料底部产生断裂,在应力集中的最大弯曲应力出会产生断裂点,一般在刀刃的下方。当刀具继续推进挤压前端的材料时,挤压产生的弯曲应力超出材料底部的断裂点的抗弯强度极限,从而使得材料被切断产生切屑。
由于碳纤维复合材料属于纤维材料,在进行切削加工的时候不可避免的会产生切屑,可以通过改变切削刀具的结构和切削角度来减少切屑的产生。江苏博实碳纤维科技有限公司成立多年,所生产的碳纤维产品在航空航天、军工海装、人工智能、汽车工业、医疗领域等领域都有应用,产品质量好,可接受客户来图定制需求。
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