碳纖維復(fù)合材料的加工是很科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，所以我們想要搞清楚碳纖維復(fù)合材料加工首先得搞清楚其中的原理，那么具體來說碳纖維復(fù)合材料的加工原理是怎樣的呢？

纖維取向

纖維取向在 CFRP 工件和刀具接觸面的相互作用中會(huì)產(chǎn)生重大影響，切屑形成和纖維取向密切相關(guān)。CFRP 工件和刀具接觸面的斷裂是由刀尖所施加的壓力導(dǎo)致的。在多種纖維取向方面共有3 種切削機(jī)理：

碳纖維復(fù)合材料加工原理及方法

(1)纖維的斷裂沿著纖維和基體接觸面的方向即纖維取向是0°。

(2)刀具剪切時(shí)方向垂直于纖維軸纖維取向?yàn)?5°。

(3)纖維取向?yàn)?90°甚至負(fù)角度，纖維方向角度 30°和60°以及90°是最關(guān)鍵的方向，它們會(huì)導(dǎo)致大的切削力和集中磨損及工件破壞，通過增加刀具后角值有效地減小進(jìn)給推力。

切削熱

CFRP 的切削過程是碳纖維斷裂和基體材料去除的復(fù)雜過程，工件和切削刀具之間摩擦升溫甚至引起刀具高溫軟化或分解。CFRP 導(dǎo)熱性較差所以在切削過程禁止使用冷卻液，致使產(chǎn)生的切削熱不能快速散出從而將熱量傳到切削刀具上，加劇了切削設(shè)備的磨損使其使用壽命大打折扣，同時(shí)使工件的表面熱量更加劇，影響復(fù)合材料表面成型降低了復(fù)合材料使用中的性能。

復(fù)合材料切削熱的研究主要集中在切削溫度的測(cè)量方法上，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者采用紅外測(cè)溫儀、熱像儀或者埋入熱電偶等方式對(duì)碳纖維復(fù)合材料的切削溫度進(jìn)行測(cè)量研究。

刀具磨損機(jī)理

CFRP 屬于難加工材料主要是其對(duì)刀具的磨損非常迅速。工件在刀具上被加工時(shí)二者表面接觸大，在加工過程中長(zhǎng)期的磨損和震動(dòng)，使刀具上的硬質(zhì)顆粒偶有脫離從而形成了所謂的刀具磨損。

磨損類型大致可分為刀具破壞和磨損，按照磨損的位置不同磨損又可分為刀尖磨損、刀具側(cè)面磨損、刀具邊緣破壞和邊緣磨損。

影響刀具磨損的因素有很多，主要包含加工工藝參數(shù)、刀具幾何形狀和材料等。在 CFRP 切削過程中工藝參數(shù)(如切削速度、進(jìn)給速度、纖維取向等)會(huì)顯著地影響刀具磨損。一般而言切削速度增加會(huì)加劇側(cè)面磨損。刀具幾何形狀和材料對(duì)加工表面和切屑形成等有顯著影響。

關(guān)于碳纖維復(fù)合材料的加工原理就介紹到這里，通過本文的介紹相信大家都有所了解了。當(dāng)然只是了解加工原理還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還有更多的具體操作問題大家都需要注意。