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采用复合材料制作刀具的要求


采用复合材料制作刀具的要求
  加工复合材料与加工金属迥然不同,不同种类的复合材料的加工也不相同。而且复合材料的种类比金属材料更为广泛。这对于刚开始制造复合材料零件的工厂来说可谓任务艰巨,而对于已从事复合材料加工的工厂来说也颇具挑战。加工复合材料需要重新评估加工方法、刀具和工装,在某些情况下还包括设备和夹具等。事实上,工厂所加工的每种新复合材料都需要新的加工工艺。

  复合材料的切削过程与金属的切削大不相同,其切削刃产生切屑并非像大多数金属那样通过剪切而生成,而是通过折断来去除多余的复合材料,在加工过程中常常是切断环氧树脂和折断纤维材料。

  加工复合材料的一般原则是,采用有足够间隙的超锋利切削刃,在获得光洁的切削效果的同时将刀具与工件间的摩擦降到最低。由于切削刃槽型的细微变化都会迅速导致过量切削热的产生进而发生切削刃崩裂,因此必须将刀具磨损降到最低,如果此问题得不到解决将影响最为重要的质量要求。

  切削刀具需要轻快地进行切削,产生最小的推力,因而需要各种刀具槽型来配合不同复合材料的不同加工特性。

  要获得好的性能、高安全性和满意的效果,需要建立独特的工艺以适应并优化尚未决定的复合材料及加工方法。在材料去除率为重要但并非主要因素的场合,应通过经济核算找出最有利的解决方案。

  对复合材料加工而言,孔和边缘的质量加上满意的孔加工成本及每单位米的成本,对于生产效率影响更大。一次操作所获得的表面粗糙度可以减少或消除二次操作,将有助于延长刀具寿命和缩短设备停机时间。

  在不断发展的复合材料加工领域,为某具体的复合材料选用专用切削刀具是至关重要的。另外,为手边的操作设定正确参数并正确装夹也极为重要。

  钻孔是复合材料加工中最主要的一种操作,由于在孔出入口处材料可能裂开、甚至裂成几层(分层),这使得此操作极富挑战。因此,要达到合格的表面粗糙度就要求格外小心以在纤维层与基体之间获得满意的切削作用。随着复合材料的抗冲击性和抗热性精益求精,其加工方法也必须随其发展。

  由于金刚石经得起各种碳纤维和叠层材料(包括钛)的磨损,经过特别改制的聚晶人造金刚石(PCD)焊接刀尖或金刚石涂层刀尖具有最长的刀具寿命。

  对复合材料零件的平面加工往往有着与修边及切边一样的高要求,需要使用合适的可转位刀片以及金刚石涂层硬质合金刀具并辅以创新的加工方法。

  加工复合材料与加工金属迥然不同,不同种类的复合材料的加工也不相同。而且复合材料的种类比金属材料更为广泛。这对于刚开始制造复合材料零件的工厂来说可谓任务艰巨,而对于已从事复合材料加工的工厂来说也颇具挑战。加工复合材料需要重新评估加工方法、刀具和工装,在某些情况下还包括设备和夹具等。事实上,工厂所加工的每种新复合材料都需要新的加工工艺。

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