近年來,航空、航天、船舶、核工業(yè)等行業(yè)突飛猛進(jìn),對(duì)工程結(jié)構(gòu)材料性能的要求不斷提高,傳統(tǒng)的材料已很難滿足要求,因而出現(xiàn)了一類具有重量輕、強(qiáng)度高等優(yōu)異特征的材料——復(fù)合材料。
但是對(duì)于復(fù)合材料的機(jī)械加工并不容易,小編就復(fù)合材料難加工問題整理了相關(guān)加工解決方案,希望可以解決您在這方面遇到的難題。
●復(fù)合材料難加工原因●
復(fù)合材料是由兩種或兩種以上的物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì),經(jīng)人工制成的多相組成的固體材料。其組成分為兩大類,即基體相和增強(qiáng)相,前者起粘結(jié)作用,后者起提高強(qiáng)度和剛度的作用。
作為工程結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用最多的是纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,如玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(GFRP)、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)、芳綸纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(KFRP)和硼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。它們都屬于樹脂纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,也可稱為纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料(FRP)。
1、纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料(FRP)的性能特點(diǎn):
具有高比強(qiáng)度和比剛度(比強(qiáng)度是材料的強(qiáng)度和材料的密度之比,比剛度是材料的彈性模量與材料的密度之比);抗疲勞性能好;減振能力強(qiáng);斷裂安全性好。
2、切削纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的具體措施:
●復(fù)合材料加工方案推薦●
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OSG復(fù)合材料加工解決方案
復(fù)合材料的加工難點(diǎn)在于材料脆性大;于纖維復(fù)合強(qiáng)度較高,均勻性較差;如果使用的刀具不鋒利或者切削進(jìn)給量較大,會(huì)引起纖維密集處不易切斷。并且要加工大型的機(jī)體,加大產(chǎn)量的話,CFRP的機(jī)械加工量也會(huì)大幅度的增加。現(xiàn)在需要能以較低的成本和更高的效率進(jìn)行的加工。
歐士機(jī)復(fù)合材料用刀 DIA-HBC4
歐士機(jī)推出的人字形銑刀DIA-HBC4系列,獨(dú)特的設(shè)計(jì)適用于加工CFRP材料。切削加工時(shí),如果使用很普遍的同款右刃螺旋槽銑刀,切削阻力的反力會(huì)剝下CFRP的上面表層,產(chǎn)生毛刺;如果使用左刃左螺旋槽的銑刀,會(huì)壓到CFRP下面的表層,并在不會(huì)剝下它的同時(shí),也不會(huì)發(fā)生不良現(xiàn)象。即只使用一支銑刀,利用左螺旋將上面的表層壓在母材的刃和利用右螺旋將下面部分拉上來的刃,兩個(gè)刃可以抑制毛刺的產(chǎn)生。
加工案例
肯納金屬解決方案
CFRP碳纖維復(fù)合材料是目前航空航天等領(lǐng)域使用越來越多的復(fù)合材料,碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(簡(jiǎn)稱碳纖維復(fù)合材料)是以碳或石墨纖維為增強(qiáng)材料、以樹脂為基體的復(fù)合材料。它具有比強(qiáng)度和比模量高、抗疲勞性能好、耐熱性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。
碳纖維復(fù)合材料屬于難切削加工材料,它性脆、強(qiáng)度高、碳纖維硬度大、導(dǎo)熱能力差,導(dǎo)熱系數(shù)只為奧氏體不銹鋼的1/5~1/10。碳纖維的高硬度使得刀具磨損快、刀具耐用度低。另外碳纖維復(fù)合材料各向異性,層間強(qiáng)度低,切削時(shí)在切削力作用下容易產(chǎn)生分層、撕裂等缺陷,銑削時(shí)尤為嚴(yán)重,加工質(zhì)量難以保證。
肯納金屬CFRP立銑刀
KMT的新推出的整體合金立銑刀是專門針對(duì)C1類材料(復(fù)合材料)單一復(fù)合材料開發(fā)的。對(duì)于CFRP與鋁合金和或鈦合金及不銹鋼的多層復(fù)合材料也可以加工。
刀具采用交叉切削刃結(jié)構(gòu),采用鋒利前角結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并增設(shè)金剛石涂層材料,具有切削力低,切削熱小等特點(diǎn),在保證較高加工效率的前提下,可保證工件加工表面的獲得極好的加工質(zhì)量,同時(shí)獨(dú)特的硬質(zhì)合金基材加金剛石涂層使刀具就有良好的刀具壽命。
加工案例
零件名稱:Boeing787某復(fù)合材料零件的加工。
零件材料:CFRP。
冷卻方式:干式切削。
加工類型:銑削加工。
工件加工部位:上下兩層為CFRP板,中間為蜂窩結(jié)構(gòu)
機(jī)床:THERMWOOD
刀具:CBDB1200AXBS KN05。
切削參數(shù):vc=150m/min,主軸轉(zhuǎn)速n=4000rpm
進(jìn)給速度f=1000mm/min,ap=12mm,ae=20mm。
加工壽命:25 米刀具壽命.表面質(zhì)量好,無分層。
在同時(shí)進(jìn)行測(cè)試的刀具中,這款刀具的壽命是其他刀具的2倍。
大虹科技提供多個(gè)品牌刀具量具及零件加工配套解決方案,產(chǎn)品覆蓋車削、銑削、鉆削等各個(gè)加工應(yīng)用領(lǐng)域,可滿足高質(zhì)量、高精度、高效率的要求,為機(jī)加工企業(yè)提供優(yōu)異的產(chǎn)品和服務(wù)。
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(來源:肯納)