碳纖維數(shù)控鉆磨加工工藝

　　碳(C)纖維復(fù)合材料(Material)具有硬度（Hardness)高、脆性大、層間強(qiáng)度（strength)低、各向異性等特性，是典型的難加工材料，因此采取傳統(tǒng)的麻花鉆頭方式方法完成鉆孔加工很容易出現(xiàn)層間分層、出入口側(cè)纖維撕裂、毛刺等質(zhì)量問(wèn)題(Emerson)，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致(cause)整個(gè)零件的報(bào)廢。碳纖維復(fù)合材料在復(fù)合材料大家族中，纖維增強(qiáng)材料一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。自玻璃纖維與有機(jī)樹(shù)脂復(fù)合的玻璃鋼問(wèn)世以來(lái)，碳纖維、陶瓷纖維以及硼纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料相繼研制成功，性能不斷得到改進(jìn)，使其復(fù)合材料領(lǐng)域呈現(xiàn)出一派勃勃生機(jī)。下面讓我們來(lái)了解一下別具特色的碳纖維復(fù)合材料。因此碳(C)纖維數(shù)控鉆磨加工需要以高精度（精確度）、高效（指效能高的）率（efficiency)(efficiency)的自動(dòng)化加工方式取代傳統(tǒng)的麻花鉆頭。接下來(lái)碳(C)纖維就為大家講解(jiǎng jiě)一下碳(C)纖維數(shù)控鉆磨加工工藝。

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  　　碳(C)纖維復(fù)合材料(Material)硬度（Hardness)高、發(fā)熱嚴(yán)重、對(duì)切削力敏感(感覺(jué)敏銳)，因此碳纖維推薦采用電鍍超硬磨料鉆磨刀具，以實(shí)現(xiàn)碳纖維復(fù)合材料孔加工，這種鉆頭擴(kuò)孔段與修正段采用不同粒度磨料，擴(kuò)孔段采用粗粒度磨粒，提高孔壁表面質(zhì)量和加工精度（精確度）；鉆頭中心為通孔，并在端面開(kāi)有排削槽。碳纖維復(fù)合材料在復(fù)合材料大家族中，纖維增強(qiáng)材料一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。自玻璃纖維與有機(jī)樹(shù)脂復(fù)合的玻璃鋼問(wèn)世以來(lái)，碳纖維、陶瓷纖維以及硼纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料相繼研制成功，性能不斷得到改進(jìn)，使其復(fù)合材料領(lǐng)域呈現(xiàn)出一派勃勃生機(jī)。下面讓我們來(lái)了解一下別具特色的碳纖維復(fù)合材料。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強(qiáng)度大，硬度高，遠(yuǎn)超過(guò)同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱耍饲笆澜缟咸祭w維技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家（美國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)），對(duì)于向中國(guó)輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù)，保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前，我國(guó)碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口，還受到發(fā)達(dá)國(guó)家的嚴(yán)格控制。   　　采用這種新型的電鍍超硬磨料刀具對(duì)碳纖維復(fù)合材料零件進(jìn)行鉆孔加工具有明顯的優(yōu)勢(shì)（解釋:能壓倒對(duì)方的有利形勢(shì))。在鉆孔入口側(cè)，新型刀具與傳統(tǒng)麻花鉆頭一樣，沿線速度方向的剪切應(yīng)力使碳纖維復(fù)合材料表層在無(wú)限制的情況(Condition)下形成撕裂、分層等缺陷。但隨著鉆頭的進(jìn)一步深入，鉆頭的擴(kuò)孔段起作用。擴(kuò)孔段有一定的錐度，與碳纖維復(fù)合材料作用，形成垂直于母線的力，這個(gè)力的垂直分力可以有效地抑制入口處撕裂、分層等缺陷的產(chǎn)生。   　　在擴(kuò)孔的過(guò)程(guò chéng)中，由于加工余量小，擴(kuò)孔段將鉆頭最前端鉆削時(shí)產(chǎn)生的缺陷切除的同時(shí)，形成較好的碳纖維加工表面，當(dāng)鉆頭深入到碳纖維復(fù)合材料的出口側(cè)附近時(shí)，未切削部分已很薄，承載能力很低，在軸向力的作用下，碳纖維復(fù)合材料容易產(chǎn)生裂紋、毛刺等缺陷。當(dāng)修正段進(jìn)入切削時(shí)，由于此時(shí)的加工余量非常小，鉆頭只起到修光的作用，即將殘留的微小缺陷和表面粗糙(cū cāo)的地方切出，使得碳纖維復(fù)合材料孔壁獲得更高的表面質(zhì)量，同時(shí)保證孔具有比較高的加工精度。   　　碳纖維利用碳纖維數(shù)控鉆磨加工實(shí)驗(yàn)（experiment)，得出主要參數(shù)(parameter)為：主軸轉(zhuǎn)速6000r/min，機(jī)床軸向進(jìn)給量25mm/min，每個(gè)工件的端面及側(cè)壁鉆孔加工、端面及側(cè)面磨削加工，加工精度均滿足要求，工件全部一次加工合格。