加工中心在加工(gōng)複合材料時應注意的問題
一、加工中心複(fù)合材料的種類
複合材料按其組成分為金屬與金屬複合(hé)材料、非金屬與金屬複合材料、非金(jīn)屬與(yǔ)非金屬複合材料3大(dà)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(qiáng)體置於基體材料(liào)內複(fù)合而成。比如纖維增強塑料(liào)、纖維增強(qiáng)金(jīn)屬等。
2、夾層複合材料(liào):即由性質不同的表麵材料和芯材組合而(ér)成。通常麵材強度高、薄,芯材質(zhì)輕、強度低,但具有一(yī)定剛
度和(hé)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(jiāng)硬質細粒均(jun1)勻分布於基體中,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(liǎng)種以上(shàng)增強相材料混(hún)雜於一種(zhǒng)基體相(xiàng)材料中構成。與普通單增強相複合材(cái)料比,其衝擊強
度、疲勞強(qiáng)度和斷裂韌性(xìng)顯著提(tí)高,並具有特殊的熱膨脹性能。分為層(céng)內混雜、層間混雜、夾(jiá)芯混(hún)雜、層內、層間混
雜(zá)和超混(hún)雜複合材料。
二、加工中心加工複合材料時應該注意的(de)些問(wèn)題
1、碳纖維複合材料(liào)層間強度低,易(yì)在切削力(lì)的作用下產生分層,因此鑽孔或切邊應減(jiǎn)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(liǎng)尖兩刃形式(shì)較好,鋒利
的刀尖可先將碳纖維層劃斷,兩(liǎng)刃對孔壁起到了(le)修補作用,鑲石的鑽頭鋒利與耐磨性俱佳。複合材料與鈦合(hé)金夾層的
鑽孔是個難題,一般采用(yòng)整體(tǐ)硬質合金鑽頭,按鑽削鈦合金的切削參數進行鑽削,從(cóng)鈦合金側先鑽,直至鑽通,鑽削
時加潤滑劑,緩解複合(hé)材(cái)料燒傷。波音公(gōng)司專門研製了PCD組合鑽頭用於夾層(céng)的鑽孔。
2、三類新型整(zhěng)體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點(diǎn):剛性高,螺旋角小,專門設計的
人字形刀刃,都可以有效(xiào)減小加工中心軸向切(qiē)削力,減少分層,其加(jiā)工效率(lǜ)與效果都很好。
3、複合材料切屑為粉狀,對人體健康危害大,應采用大功率吸塵器吸(xī)塵,采用水冷也可有效降低粉(fěn)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(dù)和強度都很高,屬於難加(jiā)工材料。切削過程中(zhōng)切削力較大,
切(qiē)削熱不易傳出(chū),嚴重時會燒焦樹脂或使樹脂軟化,刀具磨損嚴重,因此刀具是碳纖維(wéi)加工的關鍵,其切削機理更接
近於磨削(xuē)而非銑削, 所以,加工中心切削線速度(dù)通常要大於500m/min,采用高轉速小進(jìn)給策略。切邊加工刀具一般選
用整(zhěng)體(tǐ)硬質合(hé)金滾花銑(xǐ)刀、電鍍石顆粒砂輪、鑲石銑刀、銅基石顆粒鋸片。