针对碳纤维板的机械加工问题分析

  随着科学技术的发展,复合材料的应用也逐渐变得广泛,比如航空航天以及建筑等领城,复合材料都有着巨大的作用。而在对复合材料制件进行利用的过程中,不仅要对制造工艺参数进行优化,还要采用精准的机械加工方法,才能对设计的要求进行满足。在制品的生产过程中,机械加工是极其重要的工艺环节,对复合材料的质量有着直接的影响,特别是孔的加工。

  对于碳纤维板的制孔过程,不仅有传统金属材料制孔缺陷,还会有复合材料结构特有的缺陷,比如起毛、材料分层等现象,而且对于碳纤维板中的孔,往往会连接其他的材料进行配合,这些部位常常是整个结构中薄弱或者关键的位置。所以,在对碳纤维板进行设计时,工程师应当对影响孔质量的因索进行全面的考量,从而保障良好的复合材料孔质量。对于碳纤维板制品孔成型设计过程中机械加工问题的考虑。

  (一)对孔成型方案的考虑

  可以从具体的技术要求、环境问题以及结构的完整性等多个方面对于复合材料结构的孔成型采用何种的加工方法进行考虑。对于复合材料而言,采用孔加工会使其结构的完整性受到破坏,因此基本上采取越简单的加工制造工艺和越少的工序,对产品质量就会产生越小的影响。因此对于某些能够采用模压或其他方式的成孔制品,应当尽量避免机械加工;而对于那种孔的数量较多,或是对于技术、精度有着较高要求的,则需要通过机械加工来进行解决,不仅简单有效,还能对制品的质量起到良好的保证。

  (二)对孔机械加工时各种因素的综合考虑

  (1)结构的考虑。复合材料结构层的连续性会在孔加工时容易遭受破坏,从而对产品的受力能力以及使用寿命产生一定的影响,因此在对产品进行加工时,要对主要结构层的承力能力进行良好的保证,从而对制品的使用要求进行满足;除此之外,对于具有较高要求质量的孔加工,在保证技术要求的前提下还要对加工的省时、工装的易安装等易加工性进行充分的考虑。

  (2)对产品结构质量与原材料的考虑。对于碳纤维板的加工,选择浸渍性好与空隙率小的材料能够使产品的性能得到有效的提高。比如对于真空浸渍的材料,采用层压板进行加工,具有良好的加工性能,而对于玻璃钢材质制孔,制孔的质量合格率会由于原材料的浸渍性不好而降低。

  (3)对加工工艺选择的考虑。碳纤维板是由碳纤维和基体组成的二相或多项结构,具有非均质以及各向异性等特点,和传统材料有着较大的差别,所以对于复合材料的加工并不能根据传统金属材料的加工经验和知识加工,否则会使得产品产生一系列的问题。比如在对金属进行钻削时,如果对复合材料采用传统的加工方法进行加工,将会出现孔壁周围材料发生分层、孔形不圆以及出现尺寸误差等情况。