加工復(fù)合材料與加工金屬迥然不同来累,不同種類的復(fù)合材料的加工也不相同速缆。而且復(fù)合材料的種類比金屬材料更為廣泛烹俗。這對于剛開始制造復(fù)合材料零件的工廠來說可謂任務(wù)艱巨爆侣,而對于已從事復(fù)合材料加工的工廠來說也頗具挑戰(zhàn)。加工復(fù)合材料需要重新評估加工方法衷蜓、刀具和工裝累提,在某些情況下還包括設(shè)備和夾具等尘喝。事實上,工廠所加工的每種新復(fù)合材料都需要新的加工工藝斋陪。
復(fù)合材料的切削過程與金屬的切削大不相同朽褪,其切削刃產(chǎn)生切屑并非像大多數(shù)金屬那樣通過剪切而生成,而是通過折斷來去除多余的復(fù)合材料无虚,在加工過程中常常是切斷環(huán)氧樹脂和折斷纖維材料缔赠。
加工復(fù)合材料的一般原則是,采用有足夠間隙的超鋒利切削刃友题,在獲得光潔的切削效果的同時將刀具與工件間的摩擦降到最低嗤堰。由于切削刃槽型的細微變化都會迅速導(dǎo)致過量切削熱的產(chǎn)生進而發(fā)生切削刃崩裂,因此必須將刀具磨損降到最低面镣,如果此問題得不到解決將影響最為重要的質(zhì)量要求卒抖。
切削刀具需要輕快地進行切削,產(chǎn)生最小的推力甩宣,因而需要各種刀具槽型來配合不同復(fù)合材料的不同加工特性栏葬。
要獲得好的性能、高安全性和滿意的效果杯削,需要建立獨特的工藝以適應(yīng)并優(yōu)化尚未決定的復(fù)合材料及加工方法抚言。在材料去除率為重要但并非主要因素的場合,應(yīng)通過經(jīng)濟核算找出最有利的解決方案褐泊。
對復(fù)合材料加工而言芦槽,孔和邊緣的質(zhì)量加上滿意的孔加工成本及每單位米的成本,對于生產(chǎn)效率影響更大杯娶。一次操作所獲得的表面粗糙度可以減少或消除二次操作黎伤,將有助于延長刀具壽命和縮短設(shè)備停機時間。
在不斷發(fā)展的復(fù)合材料加工領(lǐng)域扳辉,為某具體的復(fù)合材料選用專用切削刀具是至關(guān)重要的妖救。另外,為手邊的操作設(shè)定正確參數(shù)并正確裝夾也極為重要粒梦。
鉆孔是復(fù)合材料加工中最主要的一種操作亮航,由于在孔出入口處材料可能裂開、甚至裂成幾層(分層)匀们,這使得此操作極富挑戰(zhàn)缴淋。因此,要達到合格的表面粗糙度就要求格外小心以在纖維層與基體之間獲得滿意的切削作用泄朴。隨著復(fù)合材料的抗沖擊性和抗熱性不斷改進重抖,其加工方法也必須隨其發(fā)展。
由于金剛石經(jīng)得起各種碳纖維和疊層材料(包括鈦)的磨損祖灰,經(jīng)過特別改制的聚晶人造金剛石(PCD)焊接刀尖或金剛石涂層刀尖具有最長的刀具壽命钟沛。
對復(fù)合材料零件的平面加工往往有著與修邊及切邊一樣的高要求畔规,需要使用合適的可轉(zhuǎn)位刀片以及金剛石涂層硬質(zhì)合金刀具并輔以創(chuàng)新的加工方法。
非標訂制的PCD刀具為大多數(shù)銑削操作提供了解決方案恨统,紋理金剛石和焊接金剛石刀具都有不同的槽型設(shè)計以滿足應(yīng)用要求叁扫。其改進在于以最佳方法應(yīng)用特別的刀具槽型來達到較好的表面粗糙度,還可能需要用排塵來進一步降低破裂和磨損的傾向畜埋。
對于復(fù)合材料的銑削莫绣,CoroMill590面銑刀安裝以聚晶人造金剛石(PCD)刀片,可滿足公差和表面粗糙度的高要求镀材。它可在干加工中采用高切削參數(shù)與最少的纖維破裂妆浅,因此非常適合配備了吸塵裝置(如圖所示)的組裝前最后一道工序的加工。
對于復(fù)合材料的側(cè)壁銑和Sturtz銑削忍具,尤其是高纖維含量的復(fù)合材料爵缸,CoroMill390立銑刀配備焊接金剛石刀片或金剛石涂層刀片效果良好。對于復(fù)合材料零件的切邊和修邊加工却怪,硬質(zhì)合金刀片眶洗、金剛石刀片或整體硬質(zhì)合金刀具都可以達到高質(zhì)量的要求。
復(fù)合材料加工解決方案要視具體應(yīng)用場合來選定饵朱。這些方案可以包括根據(jù)材料及加工狀況選用一種合適的CoroDrill槽型。由于不同零件所用的材料不同巫碍,現(xiàn)已開發(fā)出3種槽型椰完,包括通用的CoroDrill855鉆頭,配以優(yōu)化的工藝可確保鉆孔質(zhì)量達到最高的要求禀舰。
CoroDrill856能夠盡量減少在鉆孔出入口部位的分層傾向辨批,這對于富樹脂的復(fù)合材料尤其如此。但當(dāng)鉆削富含纖維的復(fù)合材料時握联,則需要能減少破裂的槽型桦沉,例如新的CoroDrill854鉆頭,其槽型與用于鋁材加工的槽型相似金闽。
復(fù)合材料
復(fù)合材料是由兩種具備不同特性的材料組合從而形成的具有某種屬性的材料纯露。
纖維、晶須代芜、微敛和剩或織物分散于基體中,從而增加其剛度和強度挤庇。結(jié)構(gòu)性復(fù)合材料由層狀材料或夾層構(gòu)成钞速。多層復(fù)合材料由疊層板膠結(jié)起來,其每層的強度定向都有所不同嫡秕。
主要的基體材料包括有機材料渴语、金屬和陶瓷等苹威,起強化作用的可以是連續(xù)或不連續(xù)分布的含碳物或一些無機材料。
碳纖維驾凶、芳族聚酰胺纖維和碳芳綸纖維強化塑料復(fù)合材料是常見的飛機機身材料阿魏。纖維用環(huán)氧樹脂等基體材料粘合起來。復(fù)合材料的應(yīng)用正在快速增長有蒲,因此材料的發(fā)展也在不斷出現(xiàn)发凹。
山特維克可樂滿除了開發(fā)可提升復(fù)合材料加工性能的切削刀具外,還關(guān)注該領(lǐng)域最佳工藝的開發(fā)冈柑。
一系列新型鉆頭和銑削刀具正在改善復(fù)合材料的加工性能衍康。山特維克已為多種應(yīng)用場合設(shè)計出帶金剛石涂層的硬質(zhì)合金鉆頭及紋理PCD技術(shù)的鉆頭。目前已開發(fā)出多種新鉆頭槽型衔密,適用于各種碳纖維強化(CFRP)材料的高質(zhì)量的孔加工鞍票。對于復(fù)合材料零件的銑削、切邊和修邊等找蝗,安裝特制的金剛石刀片的立銑刀和面銑刀和涂層硬質(zhì)合金刀具提供了新的優(yōu)勢岖佛。標準和非標訂制的產(chǎn)品構(gòu)成了在當(dāng)前和未來對復(fù)合材料進行鉆削和銑削的加工解決方案。
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