碳纤维管的切削方式选择分析

  碳纤维管因其具有不生锈、不结垢、不渗漏、管壁光滑、不滋生细菌、无毒、无臭、质量轻、安装及维修方便等特点,同时,它又具有导热性差、耐热性差、热膨胀性系数大、抗裂性能较差等缺点,导致其加工性较差。

  针对碳纤维管导热性差、热胀系数大的缺点,在加工时可采用较低的主轴转速、较高的进给速度、较小的吃刀深度、合理的刀具几何角度以及冷却液来减少工件发热,并及时带走热,以减少工件变形,从而确保碳纤维管的加工质量。

  一、碳纤维管加工装备的选择

  1.碳纤维管加工设备选择

  普通金属切削车床、铣床、钻床以及数控车床、数控铣床等机床具有宽广的加工工艺范围,可以对碳纤维管进行切削加工。

  为了确保碳纤维管的加工精度,减少其热变形、热裂纹的产生,应尽可能在金属切削机床上添置适合碳纤维管加工的冷却和吸切屑装备,使切削热能及时排离工件(碳纤维管)。同时,对金属切削机床的通用夹具(如普通车床的三爪卡盘)进行适当的改造,使碳纤维管在机床上装夹安全、可靠、方便。

碳纤维管

  2.碳纤维管加工刀具的选用

  依据碳纤维管成分、加工表面质量要求,可以选择高速钢刀具、硬质合金刀具;对表面精度要求较高的复合材料,可以选择陶瓷刀具,甚至二氧化锆、金刚石刀具。

  二、常用切削方法及其刀具参数确定

  根据碳纤维管的使用要求和适用场所,一般要对其进行截断、锯割、钻削、抛光等方式的加工。

  1.截断

  截断时,采用截断刀在碳纤维管上刻出印痕,再将其在桌子的边缘处对齐刻痕、将其折断。

  2.锯割

  使用台式或手持式圆锯对碳纤维管进行锯割。当使用硬质合金锯片时,锯片应当是多齿锯片,切削速度约为50m/s,后角a取值范围0°~ 15°,前角γ取值范围0°~15°,切削速度不高于40m/s;当使用高速钢错齿锯片,后角a取值范围30°~45°,前角γ取值范围0°~4°或5°~8°。

  3.钻削

  一般用麻花钻改磨几何角度后进行钻削,也可以使用扁钻钻削。

  在上述基础上,对碳纤维管加工时,还必须保证工作间有良好的通风,且不允许在室内吸烟。在磨削热固性复合材料时,必须使用通风设备机械通风。

  4.特种加工方法

  除常规的机械加工方法外,激光切割、水刀切割、电子束切割等,逐步成为复合材料未来的加工方向,并且特种加工方法加工质量稳定.效率高、耗材少。

碳纤维管

  由于碳纤维管材质等方面的原因,如导热性差热胀系数大、易产生变形等,因此在选用加工方法和刀具时,应特别由于碳纤维管和金属管材在材质、特性等方面存在着诸多不同,因此在选用加工设备、加工方法和刀具时,应根注意以下几个方面:第一,加工设备应有冷却和吸切屑装备,能使切削热能及时排离工件(碳纤维管)。第二,要依据碳纤维管的成分选用合适的刀具类型,并合理选择刀具几何参数。第三,在对碳纤维管进行加工时,应注意通风,不允许在室内吸烟,以防止粉尘爆燃事故的发生等。第四,加工工艺或操作方式要得当。总之,据碳纤维管的特性、特点,选择适合的加工设备、加工方法、工艺参数以及刀具类型和几何参数。