加工(gōng)中心(xīn)在加工複合材料時(shí)應注意的問題
一(yī)、加工中心複合材料的(de)種類
複合材料按其組成分為金屬(shǔ)與金屬複合材料、非金屬與金(jīn)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(fù)合材料:即將各種纖維增強體(tǐ)置於基體材料內複合而成。比如纖維(wéi)增強塑料、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芯材組合而成(chéng)。通常麵(miàn)材強(qiáng)度高、薄,芯材質輕、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種。
3、細粒複合材料:即將硬質(zhì)細粒(lì)均(jun1)勻分布於基(jī)體中,比如彌散強化合金(jīn)、金屬陶瓷等。
4、混雜複合材料:由兩種或兩種以上增強相材料混雜(zá)於一種基體相材料中(zhōng)構成。與普通單增強相複合材料比,其衝擊強
度、疲勞強度和斷裂韌性顯著提高,並具有特殊的熱(rè)膨(péng)脹性能。分為層內混(hún)雜、層間混雜、夾芯混雜、層內、層間混
雜和超混(hún)雜複合材料。
二、加工中心加工複合材料(liào)時應該注意的些問題
1、碳纖維複合材料(liào)層間強度低,易在切削力的作用下(xià)產生分層,因此鑽孔或切邊應減(jiǎn)小(xiǎo)軸向(xiàng)力。鑽孔要求高(gāo)轉速、小進
給,加工中(zhōng)心轉速一(yī)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(jiān)兩刃形(xíng)式較好,鋒利
的刀尖可先(xiān)將碳纖維層劃斷,兩刃對孔壁起到了修補作用,鑲石的(de)鑽頭鋒利與耐磨性俱佳。複合材料與鈦合(hé)金夾層的(de)
鑽孔是(shì)個難(nán)題,一般采(cǎi)用整體硬質合金鑽頭,按鑽(zuàn)削(xuē)鈦合金的切削參數進行鑽削,從鈦合(hé)金側先鑽,直至鑽通,鑽削
時加潤滑劑,緩解複合材料燒傷。波音公(gōng)司專門研製了(le)PCD組合鑽頭用於(yú)夾(jiá)層的鑽孔。
2、三類新型整體硬(yìng)質合金複合材料加工(gōng)銑刀的切削效果更好,它們都有一些共同特點:剛性高,螺旋角小,專門設計的
人(rén)字形刀刃,都可以有效減小加工中心軸向切削力,減少分層,其加工效率與效果都很好(hǎo)。
3、複合材料切屑為粉狀,對人體健康危(wēi)害大,應采用大功率吸塵器吸(xī)塵,采用水冷也可有效降(jiàng)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(yìng)度和強度都很高,屬於難加工材料。切削過程中切削力較(jiào)大,
切削熱不易(yì)傳出,嚴重(chóng)時會燒焦樹脂(zhī)或使樹脂軟化(huà),刀具磨損嚴重,因此刀具是碳纖維加(jiā)工的(de)關鍵,其(qí)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(cè)略。切邊加工刀具一般選
用整體硬質合金滾花銑刀(dāo)、電鍍石顆粒砂輪、鑲石銑刀、銅基石(shí)顆粒鋸片。
