碳纖維復合材料的切削機理

　　 　　碳纖維復合材料(Material)由碳纖維和樹脂組成，其中，碳纖維起到增強作用，而樹脂基體則可以將載荷均勻分布，并通過(tōng guò)界面把載荷傳遞給碳纖維。與均質連續的金屬不同，碳纖維復合材料的切削過程(guò chéng)更為復雜，這篇文章小編就來講一下碳纖維復合材料不同方向角的切削機理。

  　　當θ=0°時，切屑是刀具在進給過程(guò chéng)中不斷地使纖維層與樹脂層相互剝離而形成的，我們稱這類切削變形為層間分離型。碳纖維制品就是指以碳纖維預浸布為原材料，通過不同的加工方法，加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。碳纖維手機殼外柔內剛”，質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。隨著刀具的進給，被切削中的材料(Material)處于擠壓狀態，而樹脂層的拉伸強度要遠小于碳纖維層的壓縮強度，當擠壓狀態大到一定程度時，切削部位最下層會發生剝離，切削層被掀起。刀具繼續進給，此時切削層承受折疊應力，彎曲應力不斷增加并超過CFRP的強度極限時，纖維層折斷，形成切屑。
  　　當0°<θ<90°時。碳纖維手機殼是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。刀具在進給過程(guò chéng)中的擠壓作用在材料(Material)內部形成垂直于纖維的剪切應力，隨著剪切應力的增大并且超過CFRP的強度極限時，纖維被剪斷，然后的纖維在刀具的擠推下繼續前進并產生滑移，在滑移過程中纖維界面間將產生剪切應力，當剪切應力不斷增大并超過樹脂層的剪切強度極限時，碳纖維層分離，產生切屑。此類切削變形稱為纖維切斷型。
  　　當90°<θ<180°時。碳纖維手機殼是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維復合材料此前世界上碳纖維技術發達的國家（美國、德國、日本、韓國），對于向中國輸出碳纖維產品和技術，保持著極其謹慎的態度。即使在目前，我國碳纖維以及碳纖維制品的進口，還受到發達國家的嚴格控制。刀具在進給過程(guò chéng)中擠壓纖維材料(Material)導致(cause)材料層間剝離，纖維材料在刀具前端處發生折疊，當彎曲應力不斷增大并且超過CFRP的抗彎能力極限時，材料底部斷裂，斷裂點在應力集中的最大彎曲應力處，斷裂點一般處于刀刃的下方。刀具繼續進給并擠壓前端材料，當擠壓產生的彎曲應力大于材料底部斷裂點處的抗彎能力極限時，材料被切斷，產生切屑，此類切削變形稱為彎曲剪切型。

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  　　碳纖維復合材料(Material)如今在航天軍工、汽車制造、機器人、醫療器械等領域都有應用，需求量不斷上漲。憑借過硬的技術研發能力、先進的管理(guǎn lǐ)、一流的硬件設備(shèbèi)設施(shè shī)，已為多家公司生產列車機械外殼、機器人外殼等碳纖維產品(Product)，獲得市場(shì chǎng)的認可。