Tipi di materiali compositi per centri di lavoro
I materiali compositi possono essere suddivisi in materiali compositi metallo su metallo, materiali compositi non metallici su metallo e materiali compositi non metallici su non metallici in base alla loro composizione. In base alle sue caratteristiche strutturali, può essere suddiviso in:
1. Compositi in fibra. Tutti i tipi di rinforzi in fibra sono composti nel materiale della matrice. Come plastica rinforzata con fibre, metallo rinforzato con fibre, ecc.
2. Compositi sandwich. È composto da materiali di superficie e materiali di base con proprietà diverse. Generalmente, il materiale della superficie è ad alta resistenza e sottile; Il materiale del nucleo è leggero e poco resistente, ma ha una certa rigidità e spessore. È diviso in interstrato solido e intercalare a nido d'ape.
3. Compositi a grana fine. Le particelle dure sono uniformemente distribuite nella matrice, come leghe rinforzate con dispersione, cermet, ecc.
4. Compositi ibridi. È composto da due o più materiali di rinforzo mescolati in un unico materiale di matrice. La resistenza all'urto, la resistenza alla fatica e la tenacità alla frattura del composito sono notevolmente migliorate rispetto a quelle dei normali compositi monofase rinforzati e presenta speciali proprietà di espansione termica. È suddiviso in ibridi intrastrato, ibridi interstrato, ibridi sandwich, ibridi intrastrato/interstrato e compositi super ibridi.
Alcuni problemi a cui prestare attenzione nelle lavorazioni meccaniche di precisione dei materiali compositi
1. La resistenza interlaminare del composito in fibra di carbonio è bassa ed è facile delaminare sotto l'azione della forza di taglio. Pertanto, la forza assiale dovrebbe essere ridotta durante la foratura o la rifilatura. La perforazione richiede un'elevata velocità di rotazione e piccoli avanzamenti. La velocità di rotazione del centro di lavoro è generalmente di 3000-6000giri/min e la velocità di avanzamento raggiunge 0.01-0.04 mm/giro. La punta del trapano deve essere a tre taglienti a due taglienti o due taglienti a due taglienti. La lama affilata può tagliare prima lo strato di fibra di carbonio e i due bordi svolgono un ruolo nella riparazione della parete del foro. La punta del trapano intarsiata diamantata ha una buona nitidezza e resistenza all'usura. La perforazione di materiale composito e interstrato in lega di titanio è un problema difficile. Generalmente, una punta integrale in metallo duro cementato viene utilizzata per forare secondo i parametri di taglio della lega di titanio. Forare dal lato in lega di titanio fino al completamento della foratura. Il lubrificante viene aggiunto durante la perforazione per alleviare la bruciatura del materiale composito. Boeing Company ha appositamente sviluppato punte combinate PCD per la perforazione di intercalari.
2. L'effetto di taglio dei tre nuovi tipi di frese speciali per la lavorazione di compositi integrali in metallo duro è migliore. Tutti hanno alcune caratteristiche comuni: elevata rigidità, piccolo angolo dell'elica, anche 0 grado . La lama a spina di pesce appositamente progettata può ridurre efficacemente la forza di taglio assiale del centro di lavoro e ridurre la delaminazione. La loro efficienza di lavorazione e l'effetto sono molto buoni.
3. I trucioli compositi sono polverosi, il che è dannoso per la salute umana. Per la raccolta della polvere devono essere utilizzati aspirapolvere ad alta potenza. Il raffreddamento ad acqua può anche ridurre efficacemente l'inquinamento da polvere.
4. I componenti di lavorazione dei compositi in fibra di carbonio sono generalmente di grandi dimensioni, complessi nella forma e nella struttura, con elevata durezza e resistenza e sono materiali difficili da lavorare. Nel processo di taglio, la forza di taglio è elevata, il calore di taglio non è facile da svenire, la resina verrà bruciata o ammorbidita quando è grave e l'usura dell'utensile è grave. Pertanto, lo strumento è la chiave per la lavorazione della fibra di carbonio e il suo meccanismo di taglio è più vicino alla molatura piuttosto che alla fresatura. Pertanto, la velocità della linea di taglio del centro di lavoro è generalmente superiore a 500 m/min e viene adottata la strategia di avanzamento ridotto ad alta velocità. Gli utensili da taglio sono generalmente frese zigrinate in metallo duro integrale, mole diamantate elettrodeposte, frese intarsiate diamantate e lame per seghe a grana diamantata a base di rame.