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復合材料的常規機械加工方法
日期：2025-06-06 14:35
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摘要：
復合材料的常規機械加工方法 |
| 一、鋸切 玻璃纖維增強熱固性基體層壓板，采用手鋸或圓鋸切割。 熱塑性復合材料采用帶鋸和圓鋸等常用工具時要加冷卻劑。石墨／環氧復合材料*好用鑲有硬質合金的刀具切割。鋸切時控制鋸子力度對保證鋸面質量至關重要。雖然鋸切溫度也是一種要控制的因素，但一般影響不大，因鋸切時碰到的*高溫度一般不會超過環氧樹脂的軟化溫度(182℃)。 金屬基復合材料可用鑲有金剛石的線鋸鋸切，不過其切割速度較慢，而且只能作直線鋸切。采用金剛石砂輪對陶瓷基復合材料進行常規鋸切，可有兩種速度：一種是250r/min，另一種是4000r/min。這種鋸切會使切割面的陶瓷基復合材料有相當大的損壞。不過在較高鋸切速度時，損壞雖大，但斷面較為均勻。 二、鉆孔和仿形銑 在復合材料上鉆孔或作仿形銑時，一般采用干法。大多數熱固性復合材料層合板經鉆孔和仿形銑后會產生收縮，因此精加工時要考慮一定的余量，即鉆頭或仿形銑刀尺寸要略大于孔徑尺寸，并用碳化鎢或金剛石鉆頭或仿形銑刀。鉆孔時*好用墊板墊好，以免邊緣分層和外層撕裂。另外鉆頭必須保持鋒利，必須采用快速除去鉆屑和使工件溫升*小的工藝。 熱塑性復合材料鉆孔時，更要避免過熱和鉆屑的堆積，為此鉆頭應有特定螺旋角，有寬而光滑的退屑槽，鉆頭錐尖要用特殊材料制造。一般鉆頭刃磨后的螺旋角約為10-15°，后角為9－20°，鉆頭錐角為60－120°。采用的鉆速不僅與被鉆材料有關，而且還與鉆孔大小和鉆孔深度有關。一般手電鉆轉速為900r/min時效果*佳，而固定式風鉆則在轉速為2100r/min和進給量為1.3mm/s時效果*佳。 三、銑削、切割、車削和磨削 聚合物基復合材料用常規普通車床或臺式車床就可方便地進行車削、鏜削和切割。目前加工刀具常用高速鋼、碳化鎢和金剛石刀頭。采用砂磨或磨削可加工出高精度的聚合物基復合材料零部件。*常用的是粒度為30-240的砂帶或鼓式砂輪機。大多數市售商用磨料均可使用，但*好采用合成樹脂粘接的碳化硅磨料。熱塑性聚合物基復合材料用常規機械打磨時，要加冷卻劑，以防磨料阻塞。磨削有兩種機械可用，一種是濕法砂帶磨床，另一種是干法或濕法研磨盤。使用碳化硅或氧化鋁砂輪研磨時不要用流動冷卻劑，以防工件變軟。 復合材料層合板采用一般工藝就能在標準機床上銑削。黃銅銑刀、高速鋼銑刀、碳化鎢銑刀和金剛石銑刀均可使用。銑刀后角必須磨成7-12°，銑削刃要鋒利。高速鋼銑刀的銑削速度建議采用180-300m/min，進刀量采用0.05-0.13 mm/r，采用風冷。 熱塑性復合材料可以用金屬加工車床和銑床加工。高速鋼刀具只要保持鋒利，就能有效使用。當然采用碳化鎢或金剛石刀具效果更好。 金屬基復合材料一般用切割、車削、銑削和磨削就可加工。對大多數金屬基復合材料而言，獲得優良機加工產品的前提是刀具要鋒利、切削速度要適當、要供給充足冷卻液或潤滑劑和進給速度要快。 復合材料的其他常規機械加工方法 熱固性聚合物基復合材料層合板還可用其他待殊機械(自動螺紋切割機、切齒機、剃齒機、鉸孔機、沖床和沖孔機等)進行加工，加工工藝隨所用設備而定。 熱塑性聚合物基復合材料層合板可以沖切、沖孔、剪切、熱割、鉸孔、滾光去毛刺、珩磨和拋光。沖切一般用鋼模和沖床就可完成。沖孔和剪切在標準金屬加工設備上進行，工件可以預熱也可以不預熱。不過這些方法常會發生缺口、破裂和潛在的分層現象，材料愈脆，發生這些現象就愈嚴重。因此必須注意工作溫度，必要時可適當對材料預熱。熱切割技術采用了熱導線或火焰加熱，以便熔化切割線上的工件材料。熱切割進給速度要與材料熔化速度相匹配。珩磨和拋光時要保證工件不會過熱 |