复合材料的切割技术及实验比较

2022-06-305

1随着会生产力的进步与现代科技的不断发展,先进的新型材料+断油出。复介材料山具有比观度比刚度高。抗疲劳抗腐蚀性能好。力学性能可优化设及成型艺性好等优点,1.1些年被各行各业杂遍1阻,尤其在航空航天及兵器,应用比例逐渐1我们曰常生活中,复合材料的应用也是随处可,如滑雪橇和高尔夫球棒等。但是,复合材料在使用过程中,数情况下需要切割修整加工,而复合材料的加工性能差,给切割带来困难。目前,国外普遍采用高压水射流包括磨料水射流及激光来实现对复合材料的切割。

1复合材料的种切割技术1.1高压纯水射流切割水射流,切割原理是将水压增到超高压400,再经节流小孔,使水压势能转变为射功能流速500900以8,用这种高速密集的水射流进行切割。早在上世纪6,年代,意大利英国美国前苏联日本等国家就投入大量人力和物力去研究开发水射流切割技术。

直到1971年美国终于制造出了世界上第台超高压力纯水射流切割机,简称纯水射流切割机,并在家具制造业等领域得到广泛应用。

1.2磨料水射流切割由于纯水射流技术的切割能力较差,由此促使人们再去研宄开发切割能力更大的磨料水射流刀割技术。经过年的不懈努力,戈内又于982年设计制造出磨抖水射流叻,机,它能切割各种硬质合金金,金属玻璃陶瓷大理等材抖,尤其是在纤维复村料加中现出优异的性能。

磨料射流以1切割则圮再往水射流中混磨判1粒子如了英砂金刚砂石榴石碳化硅等,妤浞合咎形成磨料别流,1磨料,流进于切割。磨料射流足磨料粒子与高速水柬互相温而成的液㈣两相俭能,流水射流作为找体使磨料粒加速户磨粒质*大硬度高找坊割剥离破碎力极强,所以磨料射流较之水射流,其射流动能更大,切割效果更好。

高压纯水射流及磨料水射流是种冷态的单点动能能源。对材料具有极强的冲蚀作用,并在冲蚀过种中+改变材料的力学物理和化学性能,因此站厂切割热敏玉敏脆性艰性和复合型等各种性质的材料,进入9,年代以来,人奶切割与激光切割等离子弧切割等现代切害技术。正在彡成氐补并进的发展趋势。1 13激光切割激光切割的基木说理是将方4性和集聚性特强的单色光,射到被加。,材料的指定位置,片按定的违度移动,被加工材料闪吸收激光能而受热总剧升温。迪过汽化蒸发和熔融溅出使村料去除,从而完成切割过程。

*适介切割的激光器两种激光器和高功率,激光器。后者因价格昂贵,般用得少。由于复合材料对,2激光束产生的红外射线的吸收率高,且在低功率密度下可进行深透加工,既可连续工作,又可脉冲工作,波长为10.6易于被材料吸收。因此激光束比较适介切割夂合村料。在美和日本。激光切割加切割加工的25.

激光切割和高压水射流包括磨料射流切割作为热冷加工技术,能够*有效地切割复合材料,所以本文以纤维增强复合材料为例,来分析比较用这两种切割技术切割后的切口特征及面粗糙度情况。

2切1角的比较对纤维增,复,材抖逃行了几项试试验的目的是迪过精细的分析来研,加工参数在复合材料切割中的影响,通过该试验我们可测定切割轨迹为不同交角的情况下获得*小切口角的*佳切割速度。

我们选择了切剡轨迹分,为直线及种不同的角投459135,在这种恪况下来测量切口角。试验中采用了种不同的切割技术,每种切割方法又选用种不同的速度。共做172个试验,其中包括每个试验重复做遍。

试验明,使用高压纯水射流切割时,若压力小于340添97材料不能完全切断,故我们使压力保持在340并改变速度以获得完全切断的面。

1化。故我幻保持这压力1来2,30,纯水射流切割时切口角与切割速度关系径为1.33,*终获得*小切口角为23,1;是在切割线为直线速度为2,18时获得的,1*大切门角为0.99.此,切割线交角为45.切割速度为40,8.另外,由于惯性的存在,喷,嘴在转弯处不能慢来,从而起射流能请+,足,导致切口的底部变窄。不同交角不同切割速度时切口允的变化规律如2.,用激光切割时,若提高功率,则切割深度增加,似同时由于热试增加。切口衣面的质璜会父2磨料水射流切割时切口角与切割速度的关系到影响。而功率小时,则会产生不完全切割。

通过相关试验,我们初步设定试验时功率保持在2000界,气体压力在80 1收,速度范围选定在300700当切割速度小于300 1时,试件不能被切透,并重复试验次。试验结果证明,与高压纯水射流及高压磨料水射流切割相比,其切口角的变化规律正好相反。切口上面的宽度窄,随着深度的增加,宽度变大,即底部的宽度变阔。

随着速度的提高,切口角减小,这与属于冷切割的射流切割技术相比,正好相反。*小的切口角为0.放,是在切割线为直线,速度为。678时获得的。*大的切口角为9.1.,此时切割线为45,切割速度为58.切割速度较低时对材料而言有相对较长的时间来传导热量,故切口角较大。3给出不同转角时切口角与切割速度的关系。

3切粗糙度比较1试件被切割,其切割面迎常叫而光度仪等工具来测遣其面粗糙度对尸用激光切割的纤维增强复合材料,因两切割面都被破坏,故只量取了用其他两种方法切割得到的试件为了便于比较,所有的测量都是在距离上面3,处进行的。测量距离为7.2.我们可观测到即使是在很低的速度时,用高压纯水射流切割比用磨料水射流切割得的你值要大。

4结论4.1试验研究了纤维增强复合材料的切口特性及材料面粗糙度比较。纤维增强复合材料月41压纯水射流磨料水射流及激尤法心7抒的,但比较言,磨料水射流切剂的方法从好。

4.2在激光切割中,有时由于热量消散不充分,会出现分层现象。用纯水射流切割也会出现分,阳磨料射流高速切割石墨环,复合材料时可能出现分层,怛总体来说几率较小。尽管某铁咕况下,水时流切割的效果较好,但因这种技术使用的速度较低,这无疑会提高加工成木,方面,对磨料射流来说,降低切割速度又能减小切口角及面粗糙度的数值。

4.3分析面粗糙度的*好情形和*差情形。结采明。磨料射流切割比纯水射流切割效果要好。

2曹运红。复合材料构件特殊切割工艺。飞航导弹,2000125861.

3陈明。浅谈纤维增强复合材料切割技术儿机械制造,1997,

免责声明:
转载请注明原文出处。本文仅代表作者个人观点,与商来宝平台无关,请读者仅做参考,如文中涉及有违公德、触犯法律的内容,请向我们举报,作者需自行承担相应责任。涉及到版权或其他问题,请及时联系我们处理。
举报
收藏 0