加工中心在加工複合材料時應注(zhù)意的問題
一、加工中心(xīn)複(fù)合材料的種類
複合材料按其組成分為金屬與(yǔ)金屬複合材料、非(fēi)金屬與金屬複合材料、非金屬與非金屬複合材料3大類。
按其結構特點又可分為:
1、纖維複合材料:即將各種纖維增強體置於基體材料內複合(hé)而成。比如纖維增(zēng)強塑料、纖維增強金屬等。
2、夾(jiá)層複合材料:即由性質不同的表麵材料和(hé)芯材組合而成。通常麵材強度高、薄,芯(xīn)材(cái)質輕、強度低,但具有一定剛
度和厚度,分為實心夾層和蜂窩夾層兩(liǎng)種。
3、細粒複合材料:即將硬質細粒均勻分布於基體中,比如(rú)彌散(sàn)強化合(hé)金、金屬陶瓷等。
4、混雜(zá)複合材料:由兩種或兩種以上增強相材料混雜於一種基體相材料中構成。與普通單(dān)增強相複合材料比,其衝(chōng)擊強
度、疲勞強度和斷裂(liè)韌性顯著提高,並具有特殊的熱膨脹性能。分為層內混雜、層間混雜、夾芯混雜、層內、層間混
雜和超混雜複合材料。
二、加工中心加工複合材料時應該注意的些問題
1、碳纖(xiān)維(wéi)複合材料層(céng)間強度低,易在切削力的作用下產生分層,因此鑽孔(kǒng)或切邊應減小(xiǎo)軸向力。鑽孔要求(qiú)高轉速、小進
給,加工中(zhōng)心轉速一般在3000-6000r/min,進給量達到0.01-0.04mm/r。鑽頭選用(yòng)三尖兩刃或兩尖兩刃形式(shì)較好,鋒利(lì)
的刀尖可先將碳纖維層(céng)劃斷,兩刃(rèn)對孔壁起到(dào)了修補作用(yòng),鑲石(shí)的鑽頭鋒利與耐磨性俱佳。複合材料與鈦合金夾層(céng)的
鑽孔是個難題,一般采用整體硬質合金鑽頭,按鑽削鈦合金的切削參數進行(háng)鑽削,從(cóng)鈦合金側先鑽,直至鑽通,鑽削
時加潤滑劑,緩解複(fù)合材料燒傷。波(bō)音公司專門研製了PCD組合(hé)鑽頭用於夾層的鑽孔。
2、三類新(xīn)型整體硬(yìng)質合金複合材料加工銑刀的切削效果更好,它們都有一(yī)些共同特點:剛性高,螺旋角小(xiǎo),專門設計的
人字形(xíng)刀刃,都可以有效減小加工(gōng)中心軸(zhóu)向切削力,減(jiǎn)少分層,其加工效率與效(xiào)果都很(hěn)好。
3、複合材料切屑為(wéi)粉狀,對人體健康危害大,應(yīng)采用大功率吸塵器吸塵,采用水冷也可(kě)有效(xiào)降低粉塵汙染。
4、碳纖維複(fù)合材料構件一般尺寸(cùn)較大,形狀結構複(fù)雜,硬度和強度都很(hěn)高,屬於難加工材料。切削過程中切削力較大,
切削熱不易傳出,嚴重時會燒焦樹脂或使樹脂軟化(huà),刀具磨損嚴重,因(yīn)此(cǐ)刀具是(shì)碳(tàn)纖維加工(gōng)的(de)關鍵,其切削機理更接
近於磨削而非銑削, 所以,加工中心切削線速度通常要大於500m/min,采用高轉速小進給策略。切邊加工刀具一般選
用整體硬質合金滾花銑刀、電鍍石顆粒砂輪、鑲石銑刀、銅基石顆粒鋸片。
