加工中心在加工複合(hé)材料時應注意的問題
一(yī)、加工中心複合材料的種類
複合材料按其組成分為金屬與金屬複(fù)合材(cái)料、非金屬與金屬複合材料(liào)、非金屬與(yǔ)非金屬複合材(cái)料(liào)3大類。
按其結構(gòu)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而成(chéng)。比如纖維增強塑料、纖維增強金屬(shǔ)等(děng)。
2、夾層複合材(cái)料:即由性質不同的表麵材料和芯材組合而成。通常麵(miàn)材強度高(gāo)、薄,芯材質輕、強度低,但具有一定剛
度和厚度,分為實心夾層和蜂窩夾(jiá)層兩種(zhǒng)。
3、細粒複合材(cái)料:即將硬質(zhì)細粒均勻(yún)分布於基體(tǐ)中,比如彌散強化合金、金屬陶瓷等。
4、混雜複合材料:由兩種或兩種(zhǒng)以上增強相材料混雜於一種(zhǒng)基體相材料中構成。與(yǔ)普通單增強相(xiàng)複合材料比,其衝擊強
度、疲(pí)勞強度和斷裂(liè)韌性(xìng)顯著提高,並具有特殊的熱膨脹性能(néng)。分為層內(nèi)混雜、層間混雜、夾芯混雜、層內、層間混
雜和超混雜複合材料(liào)。
二、加工中心加工複合材料時應該注意的些問題
1、碳纖維複合材料層間強(qiáng)度低(dī),易在切削力的作用下產生分層,因此鑽孔或切邊應減小軸向力。鑽孔要求高轉速、小進
給,加工中心轉速一般在3000-6000r/min,進給量達到0.01-0.04mm/r。鑽頭選用三尖兩刃或兩尖兩刃形式較好,鋒利
的(de)刀尖可先將碳(tàn)纖維層劃斷,兩刃對孔壁起到了修補作用,鑲石的鑽頭鋒利與耐磨性俱佳。複合材料與鈦合金夾層的(de)
鑽孔是個難題,一般采用整體硬質(zhì)合(hé)金鑽頭,按鑽削鈦合金的(de)切削參(cān)數進行鑽削,從鈦合金側先鑽(zuàn),直至鑽通,鑽削(xuē)
時加(jiā)潤(rùn)滑劑,緩解複合材料燒傷。波音公司專門研製了PCD組合(hé)鑽頭用於夾層的鑽孔。
2、三類新型整體(tǐ)硬質合金複合材料加工銑刀的切削效果更好,它們都有一些共同特(tè)點:剛性高,螺旋角小,專門設計的
人字形刀刃,都可以有效減小加工(gōng)中心軸向切削力,減少分層,其(qí)加工效率與效果都很(hěn)好(hǎo)。
3、複合材料切屑為粉狀,對人體健康危害大(dà),應采用大功率吸塵器吸塵,采用水冷也可有效降低粉塵汙染。
4、碳纖維複合材料(liào)構件(jiàn)一般尺寸較大,形狀結構複雜,硬度和強度都很高,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(shǐ)樹脂軟化,刀具磨損嚴重,因此刀具(jù)是碳纖維加工的關鍵,其切削機理更接
近於磨削而非銑削, 所(suǒ)以,加工(gōng)中心切削線速度通常(cháng)要大於500m/min,采用高轉速小進給策略。切邊加工刀具一般選(xuǎn)
用整(zhěng)體硬質合金滾花(huā)銑刀、電鍍石顆粒砂輪、鑲(xiāng)石銑刀、銅基(jī)石顆(kē)粒鋸片。
