這篇化工機械論文發表了纖維復合材料機械加工工藝的優化，論文分析了纖維復合材料在切斷、外圓加工、鉆孔的過程中存在的缺陷及其原因，給出了相關改進的措施，幫助高效加工纖維復合材料，使加工后的復合纖維材料具有很光滑的外觀和過硬的質量。

　　關鍵詞：化工機械論文,纖維復合材料,加工工藝,解決方案

　　引言

　　隨著國家對于生態環境保護的重視，纖維復合材料這一環保概念受到了各行各業的廣泛歡迎，包括化工、機電、船舶以及航空行業。使用纖維復合材料不僅可以降低商家加工的成本，還可以為當地的生態環境帶來積極的影響，但在實際的施工應用中，纖維復合材料在切斷加工以及外圓表面加工處理和鉆孔方面存在操作問題，限制了纖維復合材料的廣泛應用，為解決其中存在的缺陷，本文分析了復合纖維材料存在的缺陷以及產生缺陷的原因，并提出解決方案，提高了復合纖維材料的利用率以及加工質量，為復合纖維材料的廣泛應用奠定了良好的基礎。

　　1纖維復合材料存在切斷缺陷的原因以及改進的措施

　　纖維復合材料在使用的過程中存在著高強度、耐高溫腐蝕的特點，在化工、機電以及船舶航空之中有著廣泛的應用，但是在進行纖維復合材料加工的時候，諸多加工環節具有較大的難度，尤其是纏繞成型工藝加工，常常會出現加工切斷的問題，此時，若纏繞制品出現內壁拉絲的問題，會導致在進行快切斷制品的時候出現最內層纖維存在剝落的情況，嚴重時甚至會生成若干纖維沿著纏繞角方向出現內壁拉絲。出現該問題的主要原因是切削加工刀具的時候對局部材料造成了較大的壓力，切削的壓力大于復合材料每層之間的粘貼強度，對纖維層間之間的黏貼能力造成損害，形成了纖維層之間的剝離問題。為了解決該問題，切段時對分層纖維之間的分層現象需要重點處理，必要的時候可以采用漲環撐實內壁的方式，有效地處理纖維分層的問題。提高漲環對復合纖維內部的切斷部位的外觀形成有積極影響，但是會造成纖維易斷，為了避免該現象，應當在纖維復合材料加工的時候沿著纏繞角方向進行內壁拉絲;并在反復的實驗加工的過程中，為了提高纖維層各層之間的聯結強度，應適當地降低復合材料的轉速。另外，還可以使用角向磨光機來改裝加工機械，使加工件與角向磨光機的轉速相互磨合，利用角向磨光機的反方向來切斷纖維層，確保復合纖維的切口整齊、平整。

　　2纖維復合材料在外圓件加工過程中存在的缺陷及其原因

　　纖維復合材料在制作成纖維纏繞成型的制品之后，容易出現機械加工的問題，為了避免這些問題對復合纖維材料造成質量問題，在容易出現問題的外圓加工環節，應當注意加工縱向層，改善制品表面的粗糙程度。在進行復合纖維材料加工，尤其是加工環向層的時候，容易對環向層纖維造成外力剝離，使得纖維復合材料的外觀出現凹陷問題。為了避免這一問題，應當在纖維復合材料加工機械磨刀的時候，考慮加工刀刃的刃線，最佳的刃線形狀為圓弧型，這樣不僅可以減少刀具的磨損，還可以使加工后的復合纖維材料具有很光滑的外觀。

　　3纖維復合材料加工在鉆孔過程中存在的缺陷問題及其原因

　　在進行復合纖維材料加工的時候，纏繞制品的鉆孔容易出現分層以及毛邊的問題。這些加工制品在制作的時候，鉆孔的周圍出現纖維白毛，即加工對內部造成了損害，不僅纖維出現發白的現象，且鉆孔的內壁也十分粗糙。在處理鉆孔內壁出現纖維白毛的情況時，應當仔細觀察纖維出現白毛現象的原因，如果是纖維復合材料的內部出現乳膠層被破壞的現象，說明進行機械加工的時候鉆孔鉆頭的前角角度比較大，超過了正常值(120°)，給鉆孔內壁造成了較大的壓力，使得復合纖維材料在經過鉆孔機進口的時候受到了較大的壓力，導致纖維與基體呈現剝離現象。而一旦纖維復合材料的出口材料處呈現剝離現象，就會引起復合纖維材料孔周邊光滑度不足以及毛邊現象嚴重的問題，這時需要調整加工機械的鉆頭前角刀刃線，使得復合纖維材料纖維絲角度與之形成垂直切割的關系，并采用鋒利的鉆頭進行加工操作。可以在鉆頭的出口處使用密度板或高密度板進行頂緊操作，確保復合纖維材料不會出現分層的問題，有效提高鉆孔加工中的操作效率，提高鉆孔加工的質量。

　　4優化纖維復合材料高效加工的對策

　　(1)在纖維復合材料鉆孔的時候采用以磨代鉆的方式。由于纖維復合材料對于加工技術有很高的要求，并且纖維復合材料具有材料強度大、發熱嚴重的缺點，因此在進行鉆孔操作的時候可以使用電鍍超硬磨料鉆磨刀具，這一類型的刀具可以以磨代鉆，確保每一個刀具內的磨粒都有規律的運動軌跡，運動軌跡最佳的形狀是螺旋線。在確定使用何種刀具的時候，刀具端面上的磨粒要以主切為主要操作，并且磨粒多是由負前角組成的，該類型的刀具以超大的負前角以及較高的速度切入復合材料內部，使得刀具內的磨粒與復合纖維進行充分的摩擦以及擠壓，對復合纖維和基體的形狀產生良好的影響，使纖維復合材料的形變阻力不會加大，所制作出的鉆孔的毛刺數量很少，鉆孔的形狀也非常的完整，促進纖維復合材料的加工質量水平不斷地提高。(2)使用新型的PCD刀具處理纖維復合材料進行加工處理。纖維復合材料在進行加工的時候常常會使用鈦合金復合構件，這兩類材料之間存在較大的性能差異，無法順利地完成加工操作，為了解決該問題，可使用聚晶金剛石材料實現高溫下的復合材料加工。PCD刀具不僅可以耐高溫，還具有很高的耐腐蝕性及導熱性，滿足纖維復合材料的加工需求并適應機械設備的材料特性。在高溫的環境下，PCD刀具能夠將微米級的金剛石顆粒與Co金屬以及Ni金屬粉末均勻地混合在一起，將碳化鎢基礎材料燒制成為全新的刀胚材料，滿足碳纖維復合材料的加工質量要求，并適合鈦合金鉆機的應用特征。(3)使用紅外檢測的方式優化纖維復合材料的制品檢測。纖維復合材料在加工的時候很容易產生脫黏缺陷的問題，造成集中現象，對纖維復合材料的使用產生很大的影響。為了提高纖維復合材料的使用強度，可以采用紅外檢測技術對加工完成的纖維復合材料進行質量狀況檢測。脈沖紅外熱波檢測技術即利用高能脈沖熱源，對纖維復合材料加工之后的纏繞進行缺陷分析。在已知纖維復合材料的熱屬性系數之后，可以通過測量纖維復合材料成品的表面溫度來確定材料的溫度場變化以及變化的時間，以計算纖維復合材料制成品存在的缺陷深度。當纖維復合材料的熱屬性系數不確定的時候，可以使用脈沖紅外熱成像技術對纖維復合材料的內部進行缺陷檢測，借助平板材料的脈沖熱源進行缺陷深度計算。

　　5結語

　　對纖維復合材料中纏繞制品的機械加工工藝存在的問題進行原因分析，并針對常出現的基礎纖維復合材料加工問題提出新興技術解決措施，包括加工纖維復合材料過程中鉆孔技術的改良、刀具的優化以及利用脈沖紅外檢測技術進行加工后的缺陷檢測，優化了纖維復合材料的加工工藝，大大提高纖維復合材料的加工效率和產品質量。

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　　作者：陳雯 單位：西安航天復合材料研究所

　　推薦閱讀：《農村牧區機械化》(雙月刊)創刊于1990年，由內蒙古自治區農業機械化研究所主辦。本刊本著為三農服務的辦刊宗旨，為農牧業的發展作全方位的報導。