加工中心在(zài)加(jiā)工複合材料(liào)時應注意的問題
一(yī)、加工中心複合材料的種(zhǒng)類
複(fù)合材料(liào)按其組成分為金屬與金屬複合材料、非金屬與金屬複合材料、非金屬與非金屬複合材料3大類。
按(àn)其結構特點又可分為:
1、纖維複合材料:即將(jiāng)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、纖維增強金屬等。
2、夾層(céng)複合材料:即(jí)由性質不同的(de)表麵(miàn)材料和芯材組合而成。通常麵材強度高(gāo)、薄,芯材質輕、強度低,但具有(yǒu)一定剛
度(dù)和厚(hòu)度,分為實心夾層和(hé)蜂窩夾(jiá)層兩種。
3、細粒複合材料:即將硬質細粒均勻分布於(yú)基(jī)體中,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基體相材料中構(gòu)成。與普(pǔ)通單增強相複合材料比,其衝(chōng)擊(jī)強
度、疲勞強度(dù)和(hé)斷裂韌性(xìng)顯著提(tí)高,並(bìng)具有特殊的熱膨脹性能。分(fèn)為層內(nèi)混雜(zá)、層間混雜、夾芯混雜(zá)、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(gāi)注意的些問題
1、碳纖(xiān)維複合材料層間強度低,易在切削(xuē)力的作用下產生分層,因此鑽孔或(huò)切邊應減小軸向力。鑽(zuàn)孔要求高轉(zhuǎn)速、小進
給,加(jiā)工中(zhōng)心轉(zhuǎn)速一般在3000-6000r/min,進給(gěi)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
的刀尖可先將碳纖維層劃斷,兩刃對孔壁起到了修補作用,鑲(xiāng)石的鑽頭鋒利與耐磨性俱佳。複合(hé)材料與鈦合金夾層的
鑽孔(kǒng)是個難題,一般(bān)采用整體硬質合金鑽頭,按鑽削(xuē)鈦合金的(de)切削參數進行鑽(zuàn)削,從鈦合金側先鑽,直(zhí)至鑽通,鑽(zuàn)削
時加潤滑劑,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(lèi)新型整體硬質(zhì)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點:剛(gāng)性(xìng)高,螺旋角小,專門設計的
人字(zì)形刀刃,都可以有效減小加工中心軸向切削力,減少分層,其(qí)加工效(xiào)率與效果都很好。
3、複合材料切屑為粉狀,對人體健康(kāng)危害大,應采用大功率吸塵器吸塵,采用(yòng)水冷也可有效降低(dī)粉塵汙染。
4、碳纖(xiān)維複(fù)合材料構件一般尺寸較大,形狀結構(gòu)複雜,硬度和強(qiáng)度都很高,屬於難加(jiā)工材料。切削過程中切削力較大,
切削熱(rè)不易傳出,嚴重時會燒焦樹脂或使樹(shù)脂軟化,刀具(jù)磨損嚴重,因此刀具是碳纖維加(jiā)工的關鍵,其切削(xuē)機(jī)理(lǐ)更接
近於磨削而非(fēi)銑削, 所以(yǐ),加(jiā)工中心切削(xuē)線速度(dù)通常要大於500m/min,采用高轉速小進給(gěi)策略(luè)。切邊加工刀具一般選(xuǎn)
用整體(tǐ)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。
