在不斷發(fā)展的復(fù)合材料領(lǐng)域钓赛，加工面臨著新的挑戰(zhàn)音榜。從根本上而言稚叹，這些材料并非難以加工动雹。目前的挑戰(zhàn)在于更為高效槽卫、安全地加工出更高質(zhì)量要求的孔 – 尤其是加工帶有金屬疊板材料的復(fù)合材料。這就要求我們開發(fā)出更為優(yōu)異的刀具解決方案來應(yīng)對不斷提升的需求胰蝠。

　　同時歼培，由于在復(fù)合材料不同工藝裝備的加工領(lǐng)域，孔加工居于主導(dǎo)地位茸塞，因而鉆頭正在經(jīng)歷一次切削刀具技術(shù)的全面變革躲庄。

需要刀具具有專用性

　　碳纖維增強塑料（CFRP）為主體的復(fù)合材料的應(yīng)用愈發(fā)普遍，涵蓋了航空航天業(yè)以及其他行業(yè)，尤其是汽車業(yè)和國防工業(yè)读跷。這些復(fù)材部件上存在著大量緊固件的孔需要加工梗搅，其中產(chǎn)品的品質(zhì)由于關(guān)乎產(chǎn)品的安全性正成為事關(guān)競爭力的關(guān)鍵問題禾唁⌒Ю溃基于復(fù)材本身特性的制造缺陷，鉆削CFRP復(fù)合材料會涉及分層和劈裂等問題穗狞。此外踱封，當(dāng)不得不使用相同的刀具在各種航空結(jié)構(gòu)件中的復(fù)材和金屬疊板（如鋁合金或鈦合金）上制孔時，就需要專用于具體應(yīng)用的解決方案凭衩，這一點非常重要脏诈。如此一來，刀具也就必須應(yīng)對完全不同的工況慌位、迥然不同的材料可加工性能锯政、切屑形成以及排屑。

　　CFRP和CFRP/金屬疊板零件上需要加工的部位通常少于傳統(tǒng)金屬零件子宵，但由于其材料的加工特性的特殊性尚档，凸顯關(guān)鍵技術(shù)的品質(zhì)要求更為苛刻。CFRP復(fù)材的加工涉及到纖維的割斷彪性，這時為了獲得凈切削彩梅，在刀具和加工方法上就需要有所改變。導(dǎo)熱性差稍记，并且沒有切屑形成巩恼，這樣一來，切削復(fù)合材料期間所產(chǎn)生的熱就很成問題靠抑，因為在高溫下量九，復(fù)合材料的樹脂存在很大風(fēng)險焙矛。因此放闺，與金屬相比夺巩，這些材料在切削工藝中更能表現(xiàn)出難加工性俘汹。屬性變化很大水慨、不可預(yù)測性啤都，另一方面CFRP復(fù)材作為零件材料的比重與日劇增肛跌，這些方面都需要不斷改善才能保切削工藝富有競爭力刊棕。

　　在切削這些材料和零件的工藝中个曙，孔加工的工序占據(jù)主導(dǎo)地位锈嫩。 在航空航天業(yè)中，大部分加工集中于基于復(fù)合材料的框架和零件上緊固件孔的制備垦搬。即使用更大的結(jié)構(gòu)件來減少裝配量呼寸，孔加工仍對效率、成本和制程的安全性起著決定性的作用。這也就是說对雪，在考慮提高刀具性能河狐、工件質(zhì)量的一致性和制程安全性時，孔加工是其重點關(guān)注的對象树颖。

工藝規(guī)劃

　　令人滿意地鉆削CFRP與相關(guān)疊板材料零件孔是一項挑戰(zhàn)若战。為確保穩(wěn)定的工藝過程，工藝規(guī)劃包括如下內(nèi)容：應(yīng)用的描述效聂， 待加工的孔數(shù)瞪澈、孔大小、深度和質(zhì)量要求枷澜、制造設(shè)備或機床類型脓额、裝夾穩(wěn)定性、CFRP復(fù)材和金屬疊板屬性跷缀、搜集整理類似材料的加工經(jīng)驗數(shù)據(jù)以及利用從富有經(jīng)驗的專業(yè)刀具供應(yīng)商處所獲得的支持搬混。

　　切削CFRP和疊板零件時，正確地應(yīng)用專用的切削刀具是獲得理想孔和減少粉塵污染的關(guān)鍵所在那捍。金屬材料的制孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不完全適用于復(fù)合材料制孔拾点。無任何切屑和傳統(tǒng)的表面光潔度通常不是衡量孔質(zhì)量的標(biāo)桿〈磕孔質(zhì)量一般是基于復(fù)合材料底層分離的程度（分層）和孔中任何殘余的纖維剝離（破裂）寥掐。這些有的不能直接檢測到的缺陷，對刀具是否發(fā)揮相應(yīng)的切削效應(yīng)是一大挑戰(zhàn)磷蜀。有些孔質(zhì)量的下降甚至發(fā)生在刀具的磨損征兆發(fā)生之前召耘。

　　切削過程中由于CFRP纖維的硬度，刀具磨損很快褐隆。當(dāng)粘合在較軟而粘性大的樹脂中時污它，就可能出現(xiàn)纖維剝離、彈性錯配以及層間破裂的趨勢庶弃。這樣很容易損壞孔入口衫贬、出口和孔壁，使其不符合質(zhì)量要求歇攻。另外固惯，當(dāng)加工疊有鈦或鋁一類的金屬時，刀具必須具有合適的穿透能力缴守。

　　將新型CFRP材料引入到生產(chǎn)中需要新的方法葬毫，并且在建立工件材料屬性時，基于刀具供應(yīng)商推薦的應(yīng)用最佳的刀具和切削參數(shù)的測試一直是主要的參考依據(jù)屡穗。它們并非均質(zhì)材料讥捧，并且可加工性的難度要超過金屬娶恕。CFRP需要根據(jù)表面、結(jié)構(gòu)锤楷、纖維篓释、樹脂和厚度（孔深）進(jìn)行區(qū)分。具有疊層時间皮，金屬疊板的種類以及厚度是重要因素采璧。

　　機床設(shè)備與裝夾的能力和穩(wěn)定性會影響到切削刀具的選擇。通常分自動型拇掺、動力型或手持型则菌，體現(xiàn)到具體的設(shè)備類別則表現(xiàn)為CNC機床、機器人赚毫、輕便型自動進(jìn)給設(shè)備或手動風(fēng)鉆。 此外廷前，由于工序要求和操作員的工作經(jīng)驗有所不同筹柠，您需要在刀具選擇上做相應(yīng)的補償。

　　所加工孔的數(shù)量往往被看作計算刀具成本因素贱甥。在大批量适袜、單一品種CFRP材料制孔時，需要選擇經(jīng)過優(yōu)化且一般更為昂貴的刀具才能更有效率舷夺。 另一方面苦酱，如果孔數(shù)量較小，再加上需要能夠處理各種類型的CFRP给猾、零件和裝夾和應(yīng)用疫萤，則意味著應(yīng)選擇通用型刀具。

新解決方案垂手可得

　　目前敢伸，主要的刀具解決方案基于金剛石涂層硬質(zhì)合金鉆和燒結(jié)金剛石鉆頭概念（分標(biāo)準(zhǔn)扯饶、半標(biāo)準(zhǔn)和定制）。

　　聚晶金剛石（PCD）是最硬的刀具材料池颈，耐磨性最好尾序。同時，它也是非常適合于加工CFRP以及疊板材料的刀具材料躯砰。在質(zhì)量水平和一致性更趨嚴(yán)格并且對生產(chǎn)效率要求更高的現(xiàn)狀下每币，采用硬質(zhì)合金作為鉆體材料（具有PCD切削刃）的鉆頭可作為復(fù)合材料孔加工的理想刀具。

　　硬質(zhì)合金刀具可通過其鉆尖設(shè)計和鉆柄進(jìn)行增強琢歇，同時在保證刀具后角和排屑能力最大化的前提下峰遇，確保最佳的切削效應(yīng)。使用手持刀具加工巷卵、操作員施加的推力不均勻或者鉆頭和導(dǎo)向套間隙容易變化時溅逃，硬質(zhì)合金的鉆頭尤其適合此類不穩(wěn)定的工況葵稚。這些鉆頭也可以應(yīng)用于定進(jìn)給設(shè)備以及在機床上需要一次走刀加工疊層材料的時侯。作為刀具材料：硬質(zhì)合金和PCD各有不同的優(yōu)點和缺點少锭，硬質(zhì)合金非常堅固洁席，但加工研磨材料時磨損很快；PCD非常耐磨但易碎谎躁。如果把這兩種刀具材料組合到一把刀具中一定可獲得最佳的效果值唉。

　　針對不同的材料和切削工況，可提供不同鉆尖形式和材質(zhì)的具有PCD涂層的標(biāo)準(zhǔn)疮肿、半標(biāo)準(zhǔn)和定制品鉆頭港赂。精心開發(fā)的鉆尖，可以作為CFRP高纖維基或高樹脂基的復(fù)合材料的首選家么，同時也可以加工復(fù)材金屬疊板材料涉功。

　　應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有CFRP的特性作出選擇，其中有不同的鉆尖形式和PCD材質(zhì)可供選擇略吨。在機床和定進(jìn)給設(shè)備的應(yīng)用中集币，可選用兩種標(biāo)準(zhǔn)鉆頭優(yōu)化工序。一種鉆頭最適合于高纖維含量材料 – 具有降低孔中纖維破裂趨勢的極強能力翠忠。鉆頭周邊處有用以切斷纖維的尖刺鞠苟，這樣即可有效地避免劈裂和封層缺陷的發(fā)生；同時秽之，它也適合于CFRP和鋁疊層材料当娱。

　　另一種標(biāo)準(zhǔn)鉆頭擅長于鉆削高樹脂基的CFRP復(fù)材。其雙頂角鉆尖結(jié)構(gòu)使鉆頭能夠平穩(wěn)地進(jìn)入和退出工件考榨，由此降低了分層風(fēng)險跨细。可通過定制選項選擇您所需的標(biāo)準(zhǔn)品系列之外的產(chǎn)品董虱。要獲得加工CFRP與鋁疊層材料時的通用型鉆頭扼鞋，可采用半標(biāo)準(zhǔn)化方式。此類方式所獲得的通用性主要針對于高纖維基復(fù)合材料愤诱，這為您在大量不同應(yīng)用中找到最佳的通用解決方案提供了便利云头。

　　為了獲得更長的刀具壽命、更精確的孔公差和縮短加工時間晋粱，不同鉆尖形式的新一代的PCD涂層刀具提升了此類產(chǎn)品的強度和精度锁澡。類金剛石涂層是硬質(zhì)合金鉆頭上的備選，其好處包括高通用性馁惨、低成本以及可重磨神翁。

硬質(zhì)合金與PCD的完美結(jié)合

　　用于CFRP和疊層材料的最新鉆頭類型基于燒結(jié)技術(shù)。即在硬質(zhì)合金鉆體中集成了PCD切削刃业弊。這種先進(jìn)的工藝方法得益于過去二十年間所開發(fā)的已獲得專利的技術(shù)誓贝，在高韌性的硬質(zhì)合金鉆體中結(jié)合了堅固且耐磨的PCD切削刃伶门。這樣一來，就使PCD切削刃融合為鉆頭的一部分剑瞻，由于距鉆尖足夠遠(yuǎn)棵擂，因此就能夠應(yīng)用高強度的釬焊連接。鉆尖的刃形角度全部經(jīng)過磨削舅兑，切削刃由合金刀體漸變探出拙达，起到了保護鉆尖的作用。

　　燒結(jié)技術(shù)使得開發(fā)更多的金剛石鉆尖刃形角度成為可能腐蛀，采用傳統(tǒng)的焊接PCD工藝就無法實現(xiàn)這一點俭驮。這樣，無論在剛性差還是剛性好的不同工況下春贸，我們都可以提供不同的優(yōu)化鉆尖設(shè)計來穩(wěn)定的加工出大量高品質(zhì)的孔混萝。

　　燒結(jié)PCD鉆頭通常應(yīng)用在自動化加工設(shè)備，旨在優(yōu)化刀具性能以及保證鉆削CFRP復(fù)材的時候孔質(zhì)量的一致性祥诽。同時為了應(yīng)用更高的切削速度并保證更小的孔入口和出口缺陷譬圣，其獨特的切削刃要經(jīng)過加強的刃口處理。

　　燒結(jié)PCD鉆頭也可針對疊有金屬疊板的CFRP復(fù)材而專門設(shè)計雄坪。在高應(yīng)力的集中區(qū)域經(jīng)過精密研磨。這樣使鉆頭更能保持鋒利性屯蹦，并確保更長的刀具壽命维哈。同時也能確保刀具在低鉆削力下切削CFRP纖維，這樣在復(fù)材層或金屬層的孔出端登澜，可保證最小化劈裂阔挠、分層和毛刺等缺陷風(fēng)險。

　　應(yīng)用最新的刀具技術(shù)加工CFRP復(fù)合材料以及CFRP復(fù)材+金屬疊板材料脑蠕，是您成功的前提购撼。在更長的刀具壽命期間確保質(zhì)量水平的一致性、操作員安全性稻沮、減小廢品以及對縮短生產(chǎn)時間與日俱增的需求均要求更高的鉆頭技術(shù) – 基于從累積投入和廣泛全球研發(fā)資源所獲得的豐富經(jīng)驗纯亲。作為切削解決方案的創(chuàng)新者與合作供應(yīng)商，山特維克可樂滿與Precorp攜手為CFRP和疊層材料提供一流的品牌聯(lián)合刀具谅沛。創(chuàng)新性的標(biāo)準(zhǔn)與定制PCD和硬質(zhì)合金鉆頭能夠積極應(yīng)對航空航天業(yè)與其他行業(yè)中廣泛應(yīng)用這些材料時所面臨的挑戰(zhàn)羞遭。

　　在為鉆削CFRP復(fù)材或疊板材料進(jìn)行工藝規(guī)劃時，需要考慮許多因素喳睬。在大量不同的部件材料中理想地鉆削孔絕非易事蔼于，這時刀具供應(yīng)商對試切參數(shù)、應(yīng)用的推薦以及高品質(zhì)的技術(shù)支持會祝您一臂之力泥出。

　　產(chǎn)品的品質(zhì)柴怒、制程的安全性和可達(dá)的生產(chǎn)效率水平是刀具選擇的主導(dǎo)因素尾疟。山特維克可樂滿與Precorp共同開發(fā)的PCD涂層和燒結(jié)PCD鉆頭專注于不同材質(zhì)的加工和所有工況的應(yīng)用。這一系列產(chǎn)品包括各種標(biāo)準(zhǔn)品肩雾、定制品和非標(biāo)產(chǎn)品垫弱。如圖是專為優(yōu)化不同應(yīng)用而開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)PCD涂層鉆頭。

　　鉆削CFRP和疊層材料時芹枷，孔質(zhì)量極為重要衅疙。使用定進(jìn)給鉆或手持刀具進(jìn)行鉆削時，高韌性鉆柄和極耐磨的切削刃相結(jié)合可提供所需的孔質(zhì)量和安全性鸳慈。燒結(jié)PCD和PCD涂層鉆頭的鉆尖結(jié)構(gòu)專為加工CFRP復(fù)材或復(fù)材金屬疊板材料而優(yōu)化設(shè)計制造饱溢。

（山特維克可樂滿）

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