目前，難加工材料廣泛應(yīng)于各大領(lǐng)域。充分認(rèn)識難加工材料的性能换秧、切削加工的特點(diǎn)，研制先進(jìn)的刀具及其材料以搏，采用新的加工技術(shù)辫航，是解決難加工材料加工問題的有效途徑。

在切削加工中钉拯，工件與刀具是對立統(tǒng)一的漓惕。當(dāng)一方有了進(jìn)展或提出新問題時(shí)，經(jīng)常能夠推動另外一方發(fā)展前進(jìn)决榔。

刀具的切削性能每贮，不僅決定于刀具材料，還與刀具的結(jié)構(gòu)及幾何形狀有關(guān)乡鼻。研制和選用先進(jìn)的刀具材料榔汤、優(yōu)化切削條件、采用新的切削方法都是解決難加工材料加工問題的有效途徑艇挨。

伊斯卡PCD變形金剛立銑刀

鈦合金加工

正如粗加工和精加工工序必須按照不同的參數(shù)規(guī)劃残炮，對于可轉(zhuǎn)位刀具和整體硬質(zhì)合金刀具來說韭赘，與不同的應(yīng)用領(lǐng)域聯(lián)系的鈦合金銑削也隨之出現(xiàn)。

在粗加工銑削中势就，為了獲得最佳金屬去除率泉瞻，軸向切削深度是考慮的主要因素;而在精加工銑削中，必須考慮選擇最佳的進(jìn)給率苞冯。在鈦合金加工中袖牙，無論是粗加工還是精加工工序，盡管切削速度可以有不同水平抱完，但是贼陶，它總是受到限制的。了解這些鈦合金加工時(shí)的基本原則巧娱，就可以為優(yōu)化工序做許多工作碉怔，從而使鈦合金加工更具競爭力并實(shí)現(xiàn)可靠的加工過程。需要考慮的四項(xiàng)關(guān)鍵因素是機(jī)床能力禁添、冷卻液供給撮胧、切削刀具和加工方法。其中与笛，在冷卻液供給方面围娃，冷卻液質(zhì)量越高，加工效果越好得惩。事實(shí)證明碎痘，高壓冷卻應(yīng)用(壓力范圍為標(biāo)準(zhǔn)70-100巴，具體取決于所使用的系統(tǒng))已顯示出其明顯的優(yōu)勢皇苫。由于高壓冷卻在許多現(xiàn)代機(jī)床上已成為標(biāo)準(zhǔn)配置创靴，因此它是優(yōu)化鈦合金銑削的潛在資源。

在切削速度較低的徑向銑削時(shí)烈拉，機(jī)床需要有足夠的功率和力矩偶刃，也要求有合適的主軸，以獲得滿意的金屬去除率牛拭。如果機(jī)床也使用小直徑刀具嘹谎，則主軸速度范圍需要足夠高，以獲得出色的加工結(jié)果割扬。一般來說囤恶，需要評估主軸接口，它的聯(lián)接穩(wěn)定性不能太弱窘游。銑削刀具的新發(fā)展帶來的性能提升直接增強(qiáng)了鈦合金材料的性能唠椭。

與普通加工相比，鈦合金銑削的方法和編程技術(shù)更勝一籌。按照推薦的方法加工圓角和輪廓泪蔫，可在機(jī)床的生產(chǎn)周期和盡量減少廢品方面取得與眾不同的結(jié)果棒旗。通常，為確保從一開始就以正確的刀具路徑加工撩荣，在加工前多花點(diǎn)時(shí)間來優(yōu)化編程铣揉，這比選擇現(xiàn)成的工藝將起到事半功倍的效果。

復(fù)合材料機(jī)加工

作為一種工件材料餐曹，復(fù)合材料加工由來已久的主要挑戰(zhàn)是如何提高制造工藝逛拱，尤其是機(jī)加工。雖然應(yīng)用于機(jī)身或輪船框架性能優(yōu)異台猴，但各類纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂朽合、聚酯和乙烯基塑料，硬度高饱狂，難切削祖擦，并且不能容忍加工過程中的一點(diǎn)點(diǎn)異常偏差。且預(yù)加工附加值高装魁，更不允許廢品的產(chǎn)生酷豫。

目前復(fù)合材料切削的首選刀具解決方案是，采用整體硬質(zhì)合金為基體逐程，薄的PVD金剛石(PCD)涂層或在切削刃處燒結(jié)PCD雀秤。刀具材料越硬，增強(qiáng)纖維的密度越高飒自，工藝改進(jìn)的余地也就越大缔龟。

原因是顯而易見的。僅從刀具的角度而言秘驻，整體硬質(zhì)合金刀具具有保證工件尺寸精密公差值豫、位置公差以及表面光潔度所必需的剛性和尺寸精度。整體硬質(zhì)合金也使得切削幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化成為可能闪铸，這樣可以減小切削力胚览、切削熱茶月、未切削纖維需五、杯突、拉絲轧坎、起毛等問題以及可更好地控制切屑宏邮。

薄的PVD金剛石(PCD)涂層(應(yīng)用于整體硬質(zhì)合金刀具或PCD刀片)使切削刃耐磨性更高，從而保障在較長的加工周期內(nèi)刀具保持原有的幾何結(jié)構(gòu)缸血。奧秘在于實(shí)現(xiàn)PVD的金剛石(PCD)薄涂層蜜氨。它們不僅提供金剛石的耐磨性，而且有利于保持硬質(zhì)合金刀具加工的理想切削幾何結(jié)構(gòu)。相比之下飒炎，CVD(化學(xué)氣相沉積)涂層方式不可避免地形成了較厚的金剛石涂層埋哟，不利于幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

主流復(fù)合材料加工刀具

如上所述郎汪，整體硬質(zhì)合金基體金剛石增強(qiáng)鉆頭已被證明非常成功赤赊。因?yàn)樗鼈冊诩庸?fù)合材料時(shí)，能保持比普通整體硬質(zhì)合金刀具更長久的鋒利狀態(tài)煞赢。

目前市場上有四種金剛石增強(qiáng)刀具適合加工復(fù)合材料：

(1)CVD金剛石涂層硬質(zhì)合金—兼具金剛石的高耐磨性抛计，硬質(zhì)合金刀具的尺寸精度的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是涂層較厚照筑，可能降低切削刃的鋒利性嫡澄，甚至使得切削刃偏離正確的幾何形狀。

(2)PVD金剛石涂層硬質(zhì)合金—兼具金剛石的高耐磨性诽矩，硬質(zhì)合金刀具的尺寸精度的優(yōu)點(diǎn)改擂。切削刃更鋒利，對切削刃幾何形狀的控制更佳租触。

(3)于整體硬質(zhì)合金基體上茶链，金剛石刀片—適用于僅對刀具前刃具有金剛石耐磨性要求的情況。

(4)高壓整體燒結(jié)金剛石(PCD)整體硬質(zhì)合金鉆頭—其特點(diǎn)為误扯，燒結(jié)金剛石(PCD)于整體硬質(zhì)合金刀具刃槽中颓之。

復(fù)合材料早期的孔加工

孔加工，主要指加工鉚釘孔骇瓦，是復(fù)合材料加工中不可避免的主要工序鹤梳。由于固有的硬度和尺寸穩(wěn)定性，纖維增強(qiáng)塑料無法分解在鉚釘孔加工中因中心偏心而產(chǎn)生的錯(cuò)位應(yīng)力庶咨。

早期解決方案主要依靠在具有偏置岁九、插補(bǔ)編程功能的數(shù)控機(jī)床上采用整體硬質(zhì)合金刀具加工定心孔。這實(shí)際上是一個(gè)軌道銑削過程检碗，并不是真正的鉆削据块，因?yàn)樗褂帽瓤讖礁〉牡毒摺Ｏ鄬τ阢@削來說折剃，使得采用一把刀具來加工不同直徑的孔及不規(guī)則型腔成為可能另假，并降低了刀具的庫存成本。

但是刀具磨損仍然是個(gè)問題怕犁，這促使人們采用一種常見的“變通方案”：編程補(bǔ)償?shù)毒吣p边篮。這種策略雖然可保證加工尺寸，但不利于被加工表面光潔度和切削熱控制奏甫。

以下是一些改善或解決復(fù)合材料孔加工難題的操作技巧：

(1)保持較小的切削力戈轿，以最小化被加工材料的分層和切削應(yīng)力凌受。

(2)加工鋁制蜂窩結(jié)構(gòu)或泡沫芯材料，采用硬質(zhì)合金鉆頭即可思杯∈を龋基材硬度越高，增強(qiáng)纖維的含量越多色乾，采用使用金剛石涂層/金剛石刀片切削刃刀具的趨勢就越大腾么。

(3)如果孔的尺寸允許，采用硬質(zhì)合金立銑刀加工中心孔或選用帶PCD涂層刀尖的變形金剛系列刀具進(jìn)行插補(bǔ)銑铭梯，比采用直柄麻花鉆效果更佳靡隔。加工淺孔，采用短粗的直柄鉆頭巷同。加工較深的孔谆纸，需要為各種切屑考慮可靠的排屑方式。如果可能的話豁箱，需考慮“啄鉆”耻炕。

(4)速度和進(jìn)給需要符合層壓材料的每層材質(zhì)要求。準(zhǔn)備好為每一層的加工而改變鉆削參數(shù)归闺。

刀具幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇應(yīng)該基于層壓材料中的底層材料定邪。如果底層為塑料，使用帶錐角的錐形鉆頭临辨。如果底層為鋁或鈦买臣，使用帶鋒利切削刃的高剪切力鉆頭使得退刀更干凈，余留更少的毛刺筏拢。錐形鉆頭只會粘結(jié)更多的鋁屑术陶。

(5)加工較厚的復(fù)合材料時(shí)，要提防熱量積聚以及切屑阻塞煤痕。選擇更窄的刃帶梧宫、更寬的排屑槽和較大螺旋角的鉆頭，以在工件過熱前完成鉆孔摆碉。

加工含鈦復(fù)合材料中的注意事項(xiàng)

當(dāng)層壓材料中含有鈦時(shí)塘匣，上述推薦的經(jīng)驗(yàn)做法都變得不可取。為了避免加工硬化和過熱巷帝，并控制切屑忌卤，最好選擇小前角、小后角的刀具锅睛，采用低主軸轉(zhuǎn)速埠巨±總之现拒，在刀具的選擇上做好充分考慮，包括金屬層與塑料層的相對厚度和位置分布。金屬層多的層壓材料適合采用帶內(nèi)冷卻功能的硬質(zhì)合金刀具印蔬。如果以碳纖維復(fù)合材料為主勋桶，則選用PCD硬質(zhì)合金刀具更合適。要確定工藝能保證鈦切屑被破碎至很小铅州，并容易排出牛跷。此外，為了避免鈦切屑堵塞復(fù)合材料孔的風(fēng)險(xiǎn)溶瞬，最有效的補(bǔ)救措施是采納更低的切削速度叛榆，采用啄鉆方式加工。

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