加(jiā)工中心在加工複合(hé)材(cái)料時應注意的問題
一、加工中心複合材料的種類
複合材料(liào)按其組成(chéng)分為金(jīn)屬與金屬複合材料、非金屬與金屬(shǔ)複合材料、非金屬與非金屬複合(hé)材料3大類。
按其結構(gòu)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(liào)內複合(hé)而成。比如纖維增強塑料、纖維增強金屬等。
2、夾層複合材料:即由性質不同的(de)表麵材料(liào)和芯材組合而成。通常麵材(cái)強度高、薄,芯材質(zhì)輕、強度低,但具有(yǒu)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:即將硬質細粒均勻分布於基體中,比如彌散強化(huà)合金、金屬陶(táo)瓷等。
4、混雜複合材料:由兩種或兩種以上增強(qiáng)相(xiàng)材(cái)料混雜於一種(zhǒng)基體相材料中構成。與普通單增強相複合(hé)材料比(bǐ),其衝擊強
度、疲勞(láo)強度和斷裂韌性顯著提高,並具有特殊的熱膨脹性能。分為層內混雜(zá)、層間(jiān)混雜、夾芯混雜、層內、層間混(hún)
雜和超混雜複合材料。
二、加工中心加工複合材料時(shí)應該注意的些問題
1、碳纖維複(fù)合材料層間強度低,易在切削力(lì)的作用(yòng)下產生分層,因此(cǐ)鑽孔或切邊應減小軸向力。鑽孔要求高(gāo)轉速、小進
給,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(yòng)三尖兩刃或兩尖兩刃形式較好,鋒利
的(de)刀尖可先(xiān)將碳纖維(wéi)層劃斷,兩刃對孔(kǒng)壁起到了修(xiū)補作用,鑲石的鑽頭鋒利與耐(nài)磨性俱佳(jiā)。複合材料與鈦合金夾層的
鑽孔是(shì)個難題,一(yī)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鑽削,從鈦合金側先鑽,直(zhí)至鑽通,鑽削
時加潤滑劑,緩解複合材料燒傷。波音公司專門研製了(le)PCD組(zǔ)合鑽(zuàn)頭用於夾層的鑽孔。
2、三類新型整體硬質合金(jīn)複合材料加(jiā)工銑刀的(de)切削效果(guǒ)更好,它們都(dōu)有一些共(gòng)同特點:剛性高,螺旋角小,專門設計的
人字形刀刃(rèn),都可(kě)以(yǐ)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。
3、複合材料切屑為粉狀,對人體健康危害大,應采用大功率(lǜ)吸塵器吸(xī)塵,采用水冷也可有效(xiào)降低粉塵汙(wū)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(zhōng)切削力較(jiào)大(dà),
切削熱不易傳出,嚴重時會燒焦樹脂或使樹脂軟化,刀具(jù)磨損嚴重,因此(cǐ)刀具是碳纖維加工的(de)關鍵,其切削機理更接
近於磨削而非銑削, 所以,加(jiā)工中心切削線(xiàn)速度通常要(yào)大於500m/min,采用高轉速小進給策略。切(qiē)邊加工刀具一般選
用整體硬質(zhì)合(hé)金滾花銑刀、電鍍石顆粒砂輪、鑲石銑刀(dāo)、銅基石顆粒鋸片。