Abstract
複合材料因具有重量輕、高比強度 (specific strength)及高比模數(specific modulus)等優良特性，並且其設計自由度高，利於從事各種負載條件下之最佳化設計。已廣泛用在航空、太空、運輸、電子及國防等工業，造成材料設計上的革命，尤其更是航太工業向來要求重量輕又不失其強度之不可或缺的材料。然而，其切削機構至目前為止仍不十分清楚，常造成加工品質的不良及能源的浪費。故本文將針對碳纖維/環氧樹脂(carbon/epoxy)複合材料，探討其切削機構，期能對切削機構有更進一步的瞭解。本文以不同刀具傾角(20°、0°及-20°)，針對單纖維方向，不同纖維角度 (0°、30°、60°、90°、120°及150°)的碳纖維/ 環氧樹脂，進行各種切削條件下的刨削實驗，除了由切削力的變化，切屑及加工後工件表面的S.E.M.照片，探討其切削機構外，並以高速攝影記錄整個切削過程，直接觀察切屑的形成，做為前項間接推測結果的有利證據。此外，也對其切削力與切口品質做一探討。由本研究得知，單方向纖維強化複合材料之切削機構主要有彎曲與挫屈兩種。此外，在切削過程中，脫層現象將伴隨而生。對同一纖維角度而言，切口品質以刀具傾角20°最差，0°次之，-20°最優。而所需之切削力則以刀具傾角20°最小，0°次之，-20°最大。至於切削力與纖維角度的關係，不論主切削力或側切削力，都隨纖維角度自 0°下降至90°再上升至150°。但刀具傾角 20°之切削力的變動不明顯。比切削能隨切深變動。破裂模式中的mode I居於主導比切削能變化的主要角色。由於其比例隨纖維角度增加而減少，故隨著纖維角度增加，尺寸效應降低。