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複合材料加工和金屬加工如何選刀?

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複合材料加工和金屬加工如何選刀?

發布日期:2018-10-10 作者: 點擊:

複合材料加工與金屬加工機理有着本質的不同,金屬加工時被加工材料比切削刀具更軟,切削過程中被加工材料沿着剪切面形成連續的塑形變形,從而形成連續的,鋸齒狀的斷續的切屑變形。而複合材料加工,本身為一系列脆性破壞過程,切削刃的撞擊使得堅硬的纖維粉碎,形成粉末狀或者毛刷狀的碎屑。



  由于複合材料的高耐磨性,刀具通常采用金剛石塗層或者PCD(聚晶金剛石)刀具切削。同時,複合材料加工過程中,需要鋒利的切削刃,将纖維切除。金剛石塗層可以顯着提高刀具壽命,但是金剛石塗層在塗層前需要刃口處理,方便塗層附着,同時金剛石塗層本身有一定厚度,所以會造成金剛石塗層刀具較不鋒利,通常刃口圓角約為20um。PCD刀具直接刃磨而成刃口,所以可以比較鋒利,通常刃口圓角約為10um。


  兩種刀具的選擇通常根據客戶生産規模來定,如果是小批量,多品種産品加工,可以采用金剛石塗層刀具;如果是大批量定型産品,追求效率,可以采用PCD刀具。加工常見碳纖維複合材料,金剛石塗層刀具銑削線速度約為200-400m/min,而PCD刀具銑削線速度可以達到400-800m/min。



  複合材料廣泛應用于航空航天,能源(風電葉片),汽車,運動器材,醫療,遊艇等行業,主要目的為材料的高強度和低密度。如常見的碳纖維,強度接近高強度鋼,而密度為2.4g/cm3,比鋁合金密度還低;芳綸材料密度更低至1.3-1.4g/cm3。山高刀具提供完整的加工複合材料銑刀和鑽頭,分為兩個系列,金剛石塗層和PCD銑刀,全部為标準産品推向市場。



金剛石塗層銑刀工分為5種:


  小螺旋角銑刀:減小軸向切削力,減少毛刺,可以應用于所有塑料基複合材料,并可以很好加工高含矽鋁合金;


  小螺旋角球頭銑刀:主要用于加工材料成形,如航空起落架型面加工;


  左旋右旋銑刀:将材料至于螺旋角交叉處,完全抵消加工過程中的軸向切削力,從而實現好的加工表面質量,主要用于軍工行業;


  菠蘿銑刀:采用更多的左旋齒,将材料下壓,提供工裝剛性,獲得較好表面質量,主要用于加工碳纖維複合材料;


  蜂窩材料專用銑刀:鋸齒狀切削刃設計,鋒利刃口,輕快切除,防止壓倒蜂窩,主要用于加工,紙蜂窩闆,鋁蜂窩闆和钛合金蜂窩闆。


PCD銑刀分為3種:


  0度刃傾角PCD銑刀:适用于絕大多少應用的各種複合材料(包括塑料基複合材料,金屬基複合材料和陶瓷基複合材料);


  正3度刃傾角PCD銑刀:加工過程中将材料下壓,從而得到好的上表面表面質量;


  負3度刃傾角PCD銑刀:加工過程中将材料上推,從而得到好的上表面表面質量。


金剛石塗層鑽頭分為2種:


  C1鑽尖設計:由兩個頂點角形成,減小軸向切削力,防止分層,用于加工出口為複合材料的材料;


  C2鑽尖設計:由180度平面頂點角和小鑽尖形成,較好的斷屑和排屑設計,保障孔的質量。适用于加工出口為金屬材料的疊加複合材料,如碳纖維+鋁合金等材料。


相關标簽:金屬複合材料

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