加工中心在加工複合(hé)材料時應注意的問題
一、加工中心複合材料(liào)的種類
複合(hé)材料按其組成分為金屬與(yǔ)金屬複合(hé)材料、非金屬與金屬複合材料、非金屬與非金屬(shǔ)複(fù)合材(cái)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(xiān)維增強塑料、纖維增(zēng)強金屬等。
2、夾層複合材料:即由性質不同的表麵(miàn)材料和芯材組合而成。通常麵(miàn)材強度高、薄,芯材質輕(qīng)、強(qiáng)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(yìng)質細粒均勻分布於基體(tǐ)中,比如彌散強化合金、金屬陶瓷等。
4、混雜複合材料:由兩種或兩種以(yǐ)上增強相(xiàng)材料混雜於一種基體相材料中構成。與普通單增強(qiáng)相複合(hé)材料(liào)比,其衝擊(jī)強
度、疲勞強度和斷裂韌性顯著提高,並具有特殊的熱(rè)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(hé)超混(hún)雜複合材料。
二、加工中(zhōng)心(xīn)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度低(dī),易在切削力(lì)的作用下產生分層,因此(cǐ)鑽孔或切邊應減小軸向力。鑽孔要求高轉速(sù)、小進
給,加工中心轉速一般在3000-6000r/min,進給量達(dá)到0.01-0.04mm/r。鑽頭選用三尖兩(liǎng)刃或兩尖兩刃形式(shì)較好,鋒利
的刀尖可(kě)先(xiān)將碳纖維層劃斷,兩刃對孔壁起到了修補作用,鑲石的鑽頭鋒利與耐磨(mó)性俱佳。複合材料與鈦合金夾層的
鑽孔是個難題,一般采用整體硬(yìng)質合金鑽頭,按鑽削鈦合金的切削參數進行鑽(zuàn)削,從鈦合金側先鑽,直至鑽通,鑽削
時(shí)加潤滑劑,緩解複合材(cái)料燒傷。波音公司專門(mén)研製了PCD組合鑽頭(tóu)用(yòng)於夾層(céng)的鑽孔。
2、三類新型整體硬(yìng)質合金複合材料加工銑刀的切(qiē)削效果更好,它們都有一(yī)些共同特點:剛性高,螺旋角小,專門設計的
人字形刀刃(rèn),都可以有效減小加工中心軸向切削力,減少分(fèn)層,其加工效率與效果(guǒ)都很好。
3、複合材料切屑為粉狀,對人體健康危害大,應采用大功率吸塵(chén)器吸塵,采用水冷也可(kě)有效降低粉塵汙染。
4、碳纖維複合材料構件一般尺寸較大,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(yì)傳出(chū),嚴重時會燒(shāo)焦樹(shù)脂或使樹脂(zhī)軟化,刀具磨(mó)損嚴重,因此刀具是碳纖維加工的(de)關(guān)鍵,其(qí)切削機理更(gèng)接
近於(yú)磨削而非銑削, 所以,加(jiā)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(biān)加工刀具一般(bān)選
用整體硬質合金滾花銑刀、電鍍石顆粒砂輪(lún)、鑲石(shí)銑刀、銅基石顆粒鋸片。
