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金刚石刀具有效解决碳纤维复合材料加工难题?
2019-09-09 17:34:27  

金刚石刀具有效解决碳纤维复合材料加工难题?

  
  大家好,我是小编,您知道金刚石刀具吗?今天小编来具体为大家分析下,希望对大家有所帮助。     
 
  碳纤维复合材料在加工过程中,树脂与纤维存在复杂的内部相互关系,往往会出现碳纤维拉丝或者脱离,并且碳纤维复合材料具有较高的耐热性和耐磨性,在加工过程中会产生大量的切削热以及磨损,对加工设备的要求也很高。
 
  一、碳纤维复合材料切削加工难题
  碳纤维复合材料在加工过程中,树脂与纤维存在复杂的内部相互关系,往往会出现碳纤维拉丝或者脱离,并且碳纤维复合材料具有较高的耐热性和耐磨性,在加工过程中会产生大量的切削热以及磨损,对加工设备的要求也很高。
    
  碳纤维方向30°、60°、90°是最关键的方向,它们会导致大的切削力集中磨损,碳纤维复合材料难加工的一个主要原因就是对刀具的磨损非常严重,而且磨损很快,磨损主要分为刀尖磨损、刀具侧面磨损、刀具边缘磨损;另外,切削工艺参数也会显著影响到刀具的磨损。
二、如何选择刀具材质加工碳纤维复合材料?
    
  碳纤维复合材料加工刀具材质与硬质合金、聚晶金刚石(PCD)刀具。
 (1)硬质合金刀具采用YG类添加TaC或NbC超细颗粒硬质合金,此类材质刀具耐热性和抗氧化性好,但加工碳纤维复合材料时,刀具磨损严重,零件外表面粗糙有撕裂痕迹,切削加工中需要频繁换刀、磨刀,加工效率低,对操作者的要求高、质量不稳定,不能满足产品的批量生产要求。
 (2)聚晶金刚石刀具是目前加工碳纤维复合材料较为理想的刀具,聚晶金刚石PCD的硬度可达9000HV,是硬质合金的4~6倍,具有很高的耐磨性(是硬质合金的几百倍),如华金刚石刀具,具备优异的耐磨性,同时保持锋利的刃口,可有效地切断纤维,保证较高的表面光洁度,减少刃磨刀具、抛光等辅助时间,减轻操作者的劳动强度,大大提高生产效率。
 
  三、金刚石刀具解决碳纤维复合材料切削加工难题
  由于纤维材料和金属材料的机械性能有很大的差别,容易在加工过程中出现毛刺、分层断裂等缺陷,所以在加工航天航空行业内的零配件时,聚晶金刚石(PCD)刀具要比传统的碳化钨硬质合金刀具获得更高的加工质量。
 (1)碳纤维复合材料车削刀具
  推出的碳纤维复合材料车削刀具有:金刚石刀片、金刚石车刀以及非标金刚石刀具等,车削加工是在碳纤维复合材料加工中应用非常多的方法也是很基础的方法,通常适用于圆柱表面预定公差的实现。
 (2)碳纤维复合材料铣削刀具
  推出的碳纤维复合材料铣削刀具有:金刚石铣刀片及配套铣刀盘、金刚石立铣刀等。金刚石铣刀的优势在于规格齐全、非标定制可快速交货,并能够根据样品效果快速进行改进提升;另一优势在于其具备内冷性能,在对碳纤维复合材料板材进行铣削加工时,在压缩空气的作用下,内冷孔可以促进碳纤维复合材料切屑经铣刀螺旋排屑槽快速排出;
  
 (3)碳纤维复合材料钻孔刀具
  研发的碳纤维复合材料钻孔刀具有:金刚石钻头、金刚石钻铰刀、金刚石麻花钻、金刚石阶梯钻等,采用进口PCD片材为切削刃,具有很好的耐磨性能,以碳化钨硬质合金为基体,硬质合金基体具有很好的刚性和尺寸精度,能够确保钻孔铣削的加工质量,并设计内冷(内部螺旋冷却)通道提高冷却性能,钻头螺旋式排屑槽可提高排屑性能,进而提高加工效率,这对碳纤维复合材料的钻孔加工是非常重要的。
 
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