加工中心在加工複合材料時應注意(yì)的問題
一、加工中心(xīn)複合材料的種類
複(fù)合材料(liào)按其(qí)組成分為金屬與金屬複合材料、非金屬與金屬複合(hé)材料、非金屬與非金(jīn)屬複合材料3大類。
按其結(jié)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而成。比如纖維增強塑料、纖維增強金屬等。
2、夾層複合材料:即由(yóu)性(xìng)質不同的表麵材料和芯材組合而成(chéng)。通常麵材強度高、薄(báo),芯(xīn)材質輕(qīng)、強度低,但具有一定剛
度和厚度,分為實心(xīn)夾層和蜂窩夾層兩種。
3、細粒複合材料:即將硬質細(xì)粒均勻(yún)分(fèn)布於基體中,比(bǐ)如彌散強(qiáng)化合金(jīn)、金屬陶瓷等。
4、混雜複合材料:由兩種或兩(liǎng)種以上增強(qiáng)相材料混雜於一種(zhǒng)基體相(xiàng)材料中(zhōng)構成。與普通單增強相複(fù)合材料比,其衝擊強
度、疲勞強度和斷(duàn)裂韌(rèn)性顯著提高,並(bìng)具有(yǒu)特殊的熱膨脹性能(néng)。分為層(céng)內混(hún)雜、層間混雜、夾芯(xīn)混雜、層內、層間混(hún)
雜和超混雜複合(hé)材料。
二、加工中心加工複(fù)合材料時應該注意的些(xiē)問題
1、碳纖維複合材料層間強度低,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(gāo)轉速、小進
給(gěi),加工中心轉(zhuǎn)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(liǎng)尖兩刃形式較好,鋒利
的刀尖可先將碳纖維層劃斷(duàn),兩刃對孔壁起(qǐ)到了修補作用,鑲石(shí)的(de)鑽頭鋒利(lì)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)合金鑽頭,按鑽削鈦合金的切削參數進行(háng)鑽削,從鈦合金側先鑽,直至鑽通(tōng),鑽削
時加潤滑劑,緩解(jiě)複合材料燒傷。波音公司專門研製了PCD組合鑽頭用於(yú)夾層的鑽孔。
2、三類新型整體硬質合金(jīn)複合材料加工銑刀的切削效果更好,它(tā)們都有一些(xiē)共同特點:剛性高,螺旋角小,專門設計的
人字形刀刃,都可以(yǐ)有效減小加工中心軸向切削力,減少分層,其加工(gōng)效率與效果都(dōu)很好。
3、複合材料切屑為粉狀,對人體健康危害大,應采用大(dà)功率吸塵器吸塵,采用水冷也可有(yǒu)效降低粉塵汙染。
4、碳纖維複合材料構件一(yī)般(bān)尺寸較(jiào)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(qiē)削熱不易傳出,嚴重時會燒焦樹脂或(huò)使樹脂(zhī)軟化,刀具磨損嚴重,因此刀具是碳纖維加工的關鍵(jiàn),其切削機(jī)理更接
近於磨削而非銑削(xuē), 所以,加工中心切削線速度通(tōng)常要大於500m/min,采用高轉(zhuǎn)速小進給策略。切邊加(jiā)工刀具一般選
用整(zhěng)體硬質合金滾花(huā)銑刀、電鍍石顆粒砂輪、鑲石銑刀、銅基石顆粒鋸片。
