制造業(yè)在大力推進(jìn)以多功能化赋荆、高性能化為主的產(chǎn)品開發(fā)丰倾；近年來敏栽，環(huán)保型產(chǎn)品的開發(fā)也變得日益必要偎旱；同時船庐，產(chǎn)品使用的材料也在逐年變化。在代表制造業(yè)的汽車工業(yè)地捂、航空工業(yè)以及半導(dǎo)體工業(yè)羽捻，雖然過去主要使用鐵系材料作為產(chǎn)品的構(gòu)件材料，但目前高強(qiáng)度滤重、輕量化的非鐵質(zhì)復(fù)合材料的使用量已呈現(xiàn)出增加趨勢酣疏。使用這些材料的最大目標(biāo)是：在保持產(chǎn)品強(qiáng)度的同時涮巩，又能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的輕量化，從而在使用時能減少能源消耗诬曙。

　　在復(fù)合材料加工方面矩沥，相關(guān)的切削刀具及使用方法與過去已有很大不同。復(fù)合材料的典型代表——碳纖維增強(qiáng)塑料(CabronFiberReinforcedPlastics霹孙，CFRP)和金屬基合成材料(MetalMatrixComposites咪干，MMC)在可切削加工性良好的母材中都含有難加工的硬質(zhì)材料，故刀具磨損嚴(yán)重辐赞。在加工含有硬質(zhì)材料的復(fù)合材料時部翘，從抑制磨料磨損的角度來看，采用目前地球上最堅(jiān)硬的金剛石作為刀具材料是相當(dāng)有效的响委。本文主要介紹用金剛石涂層刀具切削難加工復(fù)合材料的加工實(shí)例新思。

　　CFRP的加工

　　目前世界上投入運(yùn)營的噴氣式客機(jī)約有14300架，預(yù)計(jì)到20年后的2024年赘风，將會增加到31700架表牢。受到近來石油價格高漲的影響，以及為了滿足航空需求的不斷增加贝次，人們力求飛機(jī)輕量化崔兴，以達(dá)到高效運(yùn)輸和降低能耗的目的。波音公司使用的復(fù)合材料以CFRP為代表蛔翅，在其新機(jī)種波音787中敲茄，其使用率大約占到機(jī)身重量的50%，今后還有進(jìn)一步增加的趨勢山析。

　　CFRP是由具有方向性的碳纖維在母體樹脂中反復(fù)層疊后燒制而成的復(fù)合材料堰燎。碳纖維的主要作用是提高材料強(qiáng)度。在實(shí)際的產(chǎn)品制造過程中羽嘉，需要將層疊的CFRP板進(jìn)行切斷引舱、鉆孔后加工為成品形狀。加工這種復(fù)合材料時反腺，會出現(xiàn)因纖維不能被完全切斷而引起毛刺或由硬質(zhì)材料導(dǎo)致刀具壽命縮短的問題猬蕉。

　　以用φ10mm硬質(zhì)合金立銑刀切斷厚度為5mm的CFRP層疊板為例(切削條件：6000r/min，1200mm/min聊浊，切削長度0.5m薄好，吹氣冷卻)。用傳統(tǒng)的常規(guī)形狀立銑刀加工時CFRP工件上通常會出現(xiàn)毛刺斩缘。與此相比唁底，將刀具螺旋角由常規(guī)形狀的30°改為試驗(yàn)刀具的10°后，有效抑制了毛刺的產(chǎn)生泳隶。一般認(rèn)為他幢，螺旋角較大時涮侥，由于其向上的分力拉起碳纖維的作用較大，因此容易產(chǎn)生毛邊订咆；通過減小螺旋角琅翻，就能抑制這種現(xiàn)象的發(fā)生。

　　第二個加工實(shí)例是用4種φ10mm立銑刀對厚度5mm的CFRP層疊板進(jìn)行切斷加工(切削條件同上例)柑贞。按0.5m切削長度來考核，未涂層立銑刀的外周兩面磨損都很大聂抢；TiAIN涂層立銑刀和DLC類金剛石涂層立銑刀也出現(xiàn)了較大磨損钧嘶，刃口部位的涂層因完全磨損而露出了基體材料，磨損程度與未涂層立銑刀差別不大琳疏。而金剛石涂層立銑刀的磨損很小有决，基體完全沒有露出來。由此可見空盼，加工CFRP時书幕，刀具磨損嚴(yán)重，TiAIN涂層刀具及DLC涂層刀具的耐磨性都較差揽趾，因此台汇，選擇金剛石涂層刀具是有效的解決方案。

　　MMC的加工

　　汽車零部件篱瞎、半導(dǎo)體裝置零部件以及熱交換器等主要采用高性能的MMC材料苟呐，但是，由于生產(chǎn)成本和產(chǎn)品形狀自由度的原因遥局，其發(fā)展滯后于合金材料的改良付箩。盡管如此，由于節(jié)能意識的增強(qiáng)莽烫，對高強(qiáng)度瞭谴、輕量化MMC材料的需要量有不斷增加趨勢。

　　MMC是以陶瓷為強(qiáng)化材料汉渣、金屬為基體制成的復(fù)合材料册压，可以采用多種材料組合。其中赶匣，以鋁為合金中的主要成分且含有百分之幾十的氧化鋁和碳化硅的MMC的使用正在增加易麻。加工MMC時，材料中所含高硬度的陶瓷成分易導(dǎo)致刀具磨損是主要問題所在社咒。

　　實(shí)際的加工實(shí)例包括從形狀加工到鉆孔的各種加工秽祷。以下為鉆孔加工實(shí)例：用三個企業(yè)生產(chǎn)的φ2.6mm金剛石涂層鉆頭對Al-30%SiC的MMC工件進(jìn)行鉆孔加工試驗(yàn)(切削條件：5000r/min，500mm/min位俩，孔深7.8mm矗寂，水溶性切削油)碳胳。加工50個孔后，A公司和B公司的金剛石涂層鉆頭前端的兩個面磨損很大沫勿，可以明顯看到涂層剝落挨约。A、B兩家公司的鉆頭在分別加工了127個孔和140個孔之后失效产雹。而三菱公司的金剛石涂層鉆頭在加工50個孔后诫惭，刃口也只有常規(guī)的磨損，金剛石涂層仍緊貼于刀具基體上蔓挖。刀具繼續(xù)加工鉆到256個孔才失效夕土。而用未涂層鉆頭和TiAIN涂層鉆頭等加工時，鉆了幾個孔后就因磨損劇烈而無法再加工瘟判。由此可知怨绣，加工MMC復(fù)合材料時，刀具磨損嚴(yán)重是最大難題拷获，采用金剛石涂層是有效的解決途徑篮撑。三菱公司的涂層與基體具有很高的結(jié)合力，是刀具壽命長的關(guān)鍵匆瓜。

　　為了穩(wěn)定地切削加工以CFRP和MMC為代表的復(fù)合材料电伐，本文以金剛石涂層刀具的加工實(shí)例予以說明。我們認(rèn)為跪悼，為了滿足產(chǎn)品多樣化的需求闰妓，在加工難切削材料的過程中，有效利用金剛石刀具將變得越來越重要陕绢。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)过腰，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)闯揪，也不構(gòu)成任何其他建議橄看。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳避某，對此類作品本站僅提供交流平臺硅跌，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻蚯垫、圖片闲涕、文字如涉及作品版權(quán)問題，請第一時間告知咳碰，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容剖毯，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn教馆。