【編者按】由于在復(fù)合材料不同工藝裝備的加工領(lǐng)域袭吗，孔加工居于主導(dǎo)地位三二，因而鉆頭正在經(jīng)歷一次切削刀具技術(shù)的全面變革镐催。

　　在不斷發(fā)展的復(fù)合材料領(lǐng)域隶俄，加工面臨著新的挑戰(zhàn)。從根本上而言椅豆，這些材料并非難以加工丹叨。目前的挑戰(zhàn)在于更為高效、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)合材料尾贮。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。

　　需要刀具具有專用性

　　碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)為主體的復(fù)合材料的應(yīng)用愈發(fā)普遍袁暗，涵蓋了航空航天業(yè)以及其他行業(yè)怔巷，尤其是汽車業(yè)和國防工業(yè)。這些復(fù)合材料部件上存在著大量緊固件的孔需要加工讯屈，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)鍵問題蛋哭。基于復(fù)材本身特性的制造缺陷涮母，鉆削CFRP復(fù)合材料會涉及分層和劈裂等問題谆趾。此外，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)上制孔時叛本，就需要專用于具體應(yīng)用的解決方案沪蓬，這一點非常重要。如此一來来候，刀具也就必須應(yīng)對完全不同的工況跷叉、迥然不同的材料可加工性能、切屑形成以及排屑营搅。

　　在為鉆削CFRP復(fù)材或疊板材料進(jìn)行工藝規(guī)劃時云挟，需要考慮許多因素。在大量不同的部件材料中理想地鉆削孔絕非易事转质，這時刀具供應(yīng)商對試切參數(shù)园欣、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。

　　CFRP和CFRP/金屬疊板零件上需要加工的部位通常少于傳統(tǒng)金屬零件埠限，但由于其材料的加工特性的特殊性幔膝，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皿遏，這時為了獲得凈切削噪境，在刀具和加工方法上就需要有所改變堪渠。導(dǎo)熱性差，并且沒有切屑形成半泪，這樣一來陶握，切削復(fù)合材料期間所產(chǎn)生的熱就很成問題，因為在高溫下效勺，復(fù)合材料的樹脂存在很大風(fēng)險禁歧。因此，與金屬相比嘉容，這些材料在切削工藝中更能表現(xiàn)出難加工性架独。屬性變化很大、不可預(yù)測性饿呢，另一方面CFRP復(fù)材作為零件材料的比重與日劇增脖旱，這些方面都需要不斷改善才能保切削工藝富有競爭力。

　　在切削這些材料和零件的工藝中介蛉，孔加工的工序占據(jù)主導(dǎo)地位萌庆。 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币旧。即使用更大的結(jié)構(gòu)件來減少裝配量践险，孔加工仍對效率、成本和制程的安全性起著決定性的作用吹菱。這也就是說巍虫，在考慮提高刀具性能、工件質(zhì)量的一致性和制程安全性時鳍刷，孔加工是其重點關(guān)注的對象占遥。

　　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)。為確保穩(wěn)定的工藝過程输瓜，工藝規(guī)劃包括如下內(nèi)容：應(yīng)用的描述筷频， 待加工的孔數(shù)、孔大小前痘、深度和質(zhì)量要求涯馆、制造設(shè)備或機(jī)床類型、裝夾穩(wěn)定性崎爽、CFRP復(fù)材和金屬疊板屬性俺埋、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。

　　產(chǎn)品的品質(zhì)摹撰、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)因素俄脂。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)品行翘、定制品和非標(biāo)產(chǎn)品相吭。如圖是專為優(yōu)化不同應(yīng)用而開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)PCD涂層鉆頭秧朝。

　　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)鍵所在郊拄。金屬材料的制孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不完全適用于復(fù)合材料制孔噩振。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〕眨孔質(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)钻寿。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)左刽。有些孔質(zhì)量的下降甚至發(fā)生在刀具的磨損征兆發(fā)生之前捺信。

　　切削過程中由于CFRP纖維的硬度，刀具磨損很快欠痴。當(dāng)粘合在較軟而粘性大的樹脂中時迄靠，就可能出現(xiàn)纖維剝離、彈性錯配以及層間破裂的趨勢喇辽。這樣很容易損壞孔入口梨水、出口和孔壁，使其不符合質(zhì)量要求茵臭。另外，當(dāng)加工疊有鈦或鋁一類的金屬時舅世，刀具必須具有合適的穿透能力旦委。

　　將新型CFRP材料引入到生產(chǎn)中需要新的方法，并且在建立工件材料屬性時雏亚，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)缨硝。它們并非均質(zhì)材料，并且可加工性的難度要超過金屬罢低。CFRP需要根據(jù)表面谎拴、結(jié)構(gòu)、纖維和月、樹脂和厚度(孔深)進(jìn)行區(qū)分呐品。具有疊層時，金屬疊板的種類以及厚度是重要因素逸铆。

　　機(jī)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垒汉。通常分自動型、動力型或手持型苦钱，體現(xiàn)到具體的設(shè)備類別則表現(xiàn)為CNC機(jī)床盛闻、機(jī)器人、輕便型自動進(jìn)給設(shè)備或手動風(fēng)鉆避晾。 此外悼晨，由于工序要求和操作員的工作經(jīng)驗有所不同抑昨，您需要在刀具選擇上做相應(yīng)的補(bǔ)償。

　　所以加工孔的數(shù)量往往被看作計算刀具成本因素蛙梆。在大批量赚铅、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扁眯。另一方面壮莹，如果孔數(shù)量較小，再加上需要能夠處理各種類型的CFRP姻檀、零件和裝夾和應(yīng)用命满，則意味著應(yīng)選擇通用型刀具。

　　新解決方案唾手可得

　　目前绣版，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)胶台、半標(biāo)準(zhǔn)和定制)。

　　聚晶金剛石(PCD)是最硬的刀具材料杂抽，耐磨性最好诈唬。同時，它也是非常適合于加工CFRP以及疊板材料的刀具材料缩麸。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)狀下铸磅，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(qiáng)杭朱，同時在保證刀具后角和排屑能力最大化的前提下阅仔，確保最佳的切削效應(yīng)。使用手持刀具加工窑笑、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秕射，硬質(zhì)合金的鉆頭尤其適合此類不穩(wěn)定的工況。這些鉆頭也可以應(yīng)用于定進(jìn)給設(shè)備以及在機(jī)床上需要一次走刀加工疊層材料的時侯综界。作為刀具材料：硬質(zhì)合金和PCD各有不同的優(yōu)點和缺點瞎角，硬質(zhì)合金非常堅固，但加工研磨材料時磨損很快;PCD非常耐磨但易碎贴祷。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覆靖。

　　鉆削CFRP和疊層材料時，孔質(zhì)量極為重要胎汁。使用定進(jìn)給鉆或手持刀具進(jìn)行鉆削時虽才，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。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)計制造团何。

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

　　應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有CFRP的特性作出選擇慢睡，其中有不同的鉆尖形式和PCD材質(zhì)可供選擇逐工。在機(jī)床和定進(jìn)給設(shè)備的應(yīng)用中，可選用兩種標(biāo)準(zhǔn)鉆頭優(yōu)化工序漂辐。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(qiáng)能力泪喊。鉆頭周邊處有用以切斷纖維的尖刺，這樣即可有效地避免劈裂和封層缺陷的發(fā)生;同時髓涯，它也適合于CFRP和鋁疊層材料袒啼。

　　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)入和退出工件纬纪，由此降低了分層風(fēng)險蚓再。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)品包各。要獲得加工CFRP與鋁疊層材料時的通用型鉆頭摘仅，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)合材料问畅，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谍益。

　　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款萎，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(qiáng)度和精度逐点。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债苍、低成本以及可重磨。

　　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)锅星。即在硬質(zhì)合金鉆體中集成了PCD切削刃咳铅。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)，在高韌性的硬質(zhì)合金鉆體中結(jié)合了堅固且耐磨的PCD切削刃家统。這樣一來具椒，就使PCD切削刃融合為鉆頭的一部分，由于距鉆尖足夠遠(yuǎn)曹均，因此就能夠應(yīng)用高強(qiáng)度的釬焊連接斧壮。鉆尖的刃形角度全部經(jīng)過磨削，切削刃由合金刀體漸變探出纤悉，起到了保護(hù)鉆尖的作用蔬咬。

　　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，采用傳統(tǒng)的焊接PCD工藝就無法實現(xiàn)這一點沐寺。這樣林艘，無論在剛性差還是剛性好的不同工況下盖奈，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。

　　燒結(jié)PCD鉆頭通常應(yīng)用在自動化加工設(shè)備狐援，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)量的一致性钢坦。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，其獨特的切削刃要經(jīng)過加強(qiáng)的刃口處理啥酱。

　　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)計爹凹。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镶殷，并確保更長的刀具壽命禾酱。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批钠，可保證最小化劈裂宇植、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+金屬疊板材料了岸，是您成功的前提颗屏。在更長的刀具壽命期間確保質(zhì)量水平的一致性、操作員安全性造蒋、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)驗卑托。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)合刀具篱辫。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)势粱。

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