導(dǎo)語(yǔ)：纖維增強(qiáng)復(fù)合材料機(jī)械加工技術(shù)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：本文首先針對(duì)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的特點(diǎn)進(jìn)行論述，并在此基礎(chǔ)上，討論了不同類型的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的機(jī)械加工技術(shù)，并提出了在機(jī)械加工工程中需要關(guān)注的一些細(xì)節(jié)問題。希望通過此次經(jīng)驗(yàn)交流，本文能夠?yàn)橄嚓P(guān)行業(yè)的技術(shù)人員帶來一定有價(jià)值的幫助，同時(shí)也期望本篇文章可以發(fā)揮出拋磚引玉的作用。

關(guān)鍵詞：纖維增強(qiáng)復(fù)合材料;加工技術(shù);性能;注意問題

伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)對(duì)復(fù)合材料的使用量呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，在這些復(fù)合材料當(dāng)中，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料便是較為常見的一種復(fù)合材料，它擁有抗磨損能力強(qiáng)、密度較低等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此在我國(guó)，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料正在被廣泛運(yùn)用。但是需要關(guān)注的是，這些材料在機(jī)械化生產(chǎn)加工的過程中，有著很高的技術(shù)含量，因此如何針對(duì)機(jī)械化加工過程當(dāng)中的細(xì)節(jié)進(jìn)行處理，是該行業(yè)相關(guān)從業(yè)人員必須要思考的一個(gè)重要問題。這個(gè)問題的解決質(zhì)量也會(huì)關(guān)系到纖維復(fù)合增強(qiáng)材料在我國(guó)今后的推廣和普及效果。

一、纖維復(fù)合增強(qiáng)材料的特征分析

簡(jiǎn)單地說，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料擁有質(zhì)量輕、強(qiáng)度大的特征，而上述兩個(gè)特征正是中國(guó)材料行業(yè)未來重要的指導(dǎo)方向，所以針對(duì)增強(qiáng)復(fù)合材料的研究有著極為深遠(yuǎn)的意義。拿我國(guó)最為常用的增強(qiáng)復(fù)合材料芳綸纖維材料進(jìn)行分析，其拉伸強(qiáng)度可以達(dá)到2701兆帕，拉伸模量可以達(dá)到84.4/GPa、延伸率達(dá)到了3.2%，密度僅為1.44克每立方厘米。在針對(duì)增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)行機(jī)械加工的過程當(dāng)中，一旦沒有進(jìn)行正確的操作，常常就會(huì)出現(xiàn)余熱較大、材料在開展切割的過程當(dāng)中溫度過大、切割作業(yè)的過程中對(duì)刀具產(chǎn)生極大損耗和材料在進(jìn)行切割過程當(dāng)中發(fā)生分層現(xiàn)象等諸多問題。因此增強(qiáng)復(fù)合材料的機(jī)械加工對(duì)于操作技術(shù)和鎖使用的機(jī)械設(shè)備上都有著很高的要求，在開展增強(qiáng)復(fù)合材料切割的過程當(dāng)中，溫度不能夠太高，因?yàn)槔w維增強(qiáng)復(fù)合材料與基體材料在受熱之后，所發(fā)生的膨脹幅度是存在差異的。在材料加工的過程中，若溫度太高，就會(huì)在材料制作和切割的過程出產(chǎn)生大量的預(yù)熱，導(dǎo)致纖維增強(qiáng)復(fù)合材料出現(xiàn)分層現(xiàn)象。出現(xiàn)這種現(xiàn)象之后，材料自身的強(qiáng)度和性能都會(huì)嚴(yán)重下降。

二、不同類型纖維增強(qiáng)復(fù)合材料機(jī)械加工中的技術(shù)要點(diǎn)

1.玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的機(jī)械加工技術(shù)要點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)研究表明，玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在使用的過程中能夠顯示出較好的抗高溫性和腐蝕耐受性，盡管玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的硬度較大，并且容易發(fā)生脆裂現(xiàn)象，但是它卻擁有極佳的透明度，所以在中國(guó)地區(qū)，玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料有著較廣的運(yùn)用。在針對(duì)這一材料進(jìn)行機(jī)械加工的過程中，需要注意下列技術(shù)要點(diǎn)。在對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)行切削的過程當(dāng)中，技術(shù)人員必須要使用金剛石材質(zhì)的刀具或者氮化硼刀具，因?yàn)椴捎眠@些材料的刀具之后，不但能夠顯著提升玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料切割效率，而且還能夠?qū)Σ牧系恼w切割質(zhì)量做出有效的保障。反觀在對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的機(jī)械生產(chǎn)當(dāng)中，如果使用高速鋼刀刀具進(jìn)行切割，不僅切割質(zhì)量無法得到有效的保障，同時(shí)還會(huì)對(duì)刀具產(chǎn)生極為嚴(yán)重的磨損現(xiàn)象，在增加生產(chǎn)企業(yè)的成本投入的同時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量還無法得到有效的保障。

2.熱塑性樹脂基復(fù)合材料的機(jī)械加工技術(shù)要點(diǎn)。所謂熱塑性樹脂基復(fù)合材料即為把熱塑性樹脂作為基體纖維的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。在針對(duì)該種材料進(jìn)行機(jī)械加工的過程當(dāng)中，對(duì)于溫度有著很高的要求，在我國(guó)對(duì)這種材料進(jìn)行機(jī)械加工的過程當(dāng)中，往往會(huì)使用到冷卻劑來降低加工過程中的環(huán)境溫度。因?yàn)樵摲N材料在機(jī)械加工的過程中，若出現(xiàn)溫度較高的狀況，其硬度便會(huì)大幅度降低，嚴(yán)重時(shí)可能還會(huì)出現(xiàn)材料被燒焦的情況。而在針對(duì)該材料進(jìn)行切割作業(yè)的過程當(dāng)中，必須要在切割道具上預(yù)留足夠的排屑槽。同時(shí)需要選擇使用高速刀具來完成熱塑性樹脂基復(fù)合材料的切割作業(yè)，而且所選擇的道具需要較為鋒利，目前國(guó)內(nèi)在針對(duì)該材料進(jìn)行機(jī)械加工的過程當(dāng)中，使用刀具材料最為常見的是碳化鎢道具與金剛石道具。伴隨著中國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，還有部分特殊材質(zhì)的刀具也在針對(duì)熱塑性樹脂基復(fù)合材料進(jìn)行切割作業(yè)當(dāng)中進(jìn)行使用。在開展切割作業(yè)的過程當(dāng)中，技術(shù)人員需要將車刀磨出對(duì)應(yīng)的傾斜角，這樣可以顯著提升對(duì)熱塑性樹脂基復(fù)合材料的切割效果。若需要針對(duì)熱塑性樹脂基復(fù)合材料進(jìn)行鉆孔作業(yè)，麻花鉆頭往往是最佳的選擇，因?yàn)槁榛ㄣ@頭不容易使其產(chǎn)生分層現(xiàn)象。

3.金屬基復(fù)合材料的機(jī)械加工技術(shù)要點(diǎn)。金屬基復(fù)合材料就是使用金屬或者金屬合金作為載體，再在這種材料當(dāng)中摻入纖維材料由此而構(gòu)成的一種復(fù)合材料。同其他類型的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)行對(duì)比，金屬基復(fù)合材料擁有極強(qiáng)的抗切割能力，并且該材料還擁有很強(qiáng)的抗疲勞能力，同時(shí)還是電和熱的良導(dǎo)體。除此之外金屬基復(fù)合材料材料對(duì)于環(huán)境所造成的污染相對(duì)較低，所以在中國(guó)，該種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料正在被廣泛開發(fā)和運(yùn)用。針對(duì)這一材料的機(jī)械加工，對(duì)于刀具來講，要求是很高的，當(dāng)下針對(duì)金屬基復(fù)合材料的切削作業(yè)，最常使用的是金剛石刀具，并且根據(jù)金屬或者合金材料的不同，對(duì)于該材料進(jìn)行切割作業(yè)的速度和在進(jìn)行切割過程中的溫度也有著不一樣的要求。

三、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在進(jìn)行機(jī)械加工的過程中需要關(guān)注的問題

綜合上文內(nèi)容，不難發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行纖維增強(qiáng)復(fù)合材料機(jī)械加工的過程當(dāng)中，由于材料種類的不同，其加工方式存在有很大的差異性。因此在對(duì)于此類材料進(jìn)行機(jī)械加工的過程中，相關(guān)技術(shù)人員一定要注重對(duì)加工技術(shù)的不斷改良，轉(zhuǎn)變自身一次加工完成的固有觀念，使用多次加工的辦法來對(duì)加工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，這樣方能讓纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的機(jī)械加工質(zhì)量得到大幅度提升。另外，技術(shù)人員需要逐漸提升針對(duì)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的切割速度，因?yàn)獒槍?duì)這一類型材料的機(jī)械加工質(zhì)量，往往同切割速度之間存在著極為密切的關(guān)聯(lián)性，隨著切割速度的提升，能夠顯著減低在切割作業(yè)過程當(dāng)中材料的供給量，由此降低在機(jī)械加工過程當(dāng)中對(duì)切割力的使用，讓纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的表面質(zhì)量得到明顯的提升。若在進(jìn)行切割作業(yè)的過程當(dāng)中，對(duì)速度進(jìn)行合理的控制，還能夠明顯降低在切割作業(yè)當(dāng)中，材料出現(xiàn)分層現(xiàn)象的可能性，提升加工效率。最后，刀具的質(zhì)量是決定纖維增強(qiáng)復(fù)合材料機(jī)械加工質(zhì)量的關(guān)鍵，在原來的機(jī)械加工過程當(dāng)中，常常會(huì)發(fā)生因?yàn)榈毒哔|(zhì)量不合格而使得機(jī)械加工質(zhì)量受到影響的狀況，高速運(yùn)轉(zhuǎn)的鋼制鉆頭在玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的機(jī)械加工過程當(dāng)中往往只可以鉆4-5個(gè)孔，這在很大程度上增加了材料的加工成本，并降低的加工效率。但是在進(jìn)行技術(shù)改革之后，采用硬度更高的合金鉆頭能夠鉆取更多的鉆孔（平均數(shù)量超過100個(gè)）。一些先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家所研制的鉆石材質(zhì)鉆頭，不但能對(duì)鉆孔的整體質(zhì)量進(jìn)行保障，并且在鉆孔的使用壽命上，也得到了巨大的提升。

四、結(jié)語(yǔ)

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料因?yàn)槠鋬?yōu)越的特性，在我國(guó)各行各業(yè)當(dāng)中，都得到了較為廣泛的使用，但是這些性能材料進(jìn)行推廣普及的過程中，技術(shù)難度較高的機(jī)械加工成為了阻礙這些材料在我國(guó)使用的重要問題?；诖朔N現(xiàn)狀，本文提出了一些較為常見的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的加工技術(shù)和刀具選擇技術(shù)重點(diǎn)，希望能夠?yàn)槲覈?guó)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的推廣和普及做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

作者:王帥強(qiáng) 單位:西京學(xué)院萬鈞書院

參考文獻(xiàn)：

[1]李志強(qiáng),樊銳,陳五一等.纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的機(jī)械加工技術(shù)[J].航空制造技術(shù),2003,12:34-37.

[2]李樹俠.國(guó)外纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的切削加工技術(shù)[J].飛航導(dǎo)彈,2010,06:91-94.

[3]于長(zhǎng)有.纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的機(jī)械加工技術(shù)研究[J].科技與創(chuàng)新,2015,24:149+151.

[4]馮懿娜,谷巖.纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的機(jī)械加工技術(shù)[J].自動(dòng)化應(yīng)用,2015,08:36-37.

[5]劉剛等.碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料螺旋銑孔切削力及加工質(zhì)量研究[J].復(fù)合材料學(xué)報(bào),2014,05:1292-1299.

[6]單晨偉,呂曉波.碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料銑削和鉆孔技術(shù)研究進(jìn)展[J].航空制造技術(shù),2016,15:34-41.