復(fù)合材料早期的孔加工
孔加工，主要指加工鉚釘孔，是復(fù)合材料加工中不可避免的主要工序。由于固有的硬度和尺寸穩(wěn)定性，纖維增強(qiáng)塑料無法分解在鉚釘孔加工中因中心偏心而產(chǎn)生的錯(cuò)位應(yīng)力。
早期解決方案主要依靠在具有偏置、插補(bǔ)編程功能的數(shù)控機(jī)床上采用整體硬質(zhì)合金刀具加工定心孔。這實(shí)際上是一個(gè)軌道銑削過程，并不是真正的鉆削，因?yàn)樗褂帽瓤讖礁〉牡毒�。相�?duì)于鉆削來說，采用此工藝路線確實(shí)能減少切削熱并降低進(jìn)給抗力。這也使得采用一把刀具來加工不同直徑的孔及不規(guī)則型腔成為可能，并降低了刀具的庫存成本。
變形金剛立銑刀
但是刀具磨損仍然是個(gè)問題，這促使人們采用一種常見的“變通方案”：編程補(bǔ)償?shù)毒吣p。這種策略雖然可保證加工尺寸，但不利于被加工表面光潔度和切削熱控制。
孔加工的改進(jìn)
加工復(fù)合材料，以下是一些改善或解決孔加工難題的操作技巧：
保持較小的切削力，以最小化被加工材料的分層和切削應(yīng)力。
加工鋁制蜂窩結(jié)構(gòu)或泡沫芯材料，采用硬質(zhì)合金鉆頭即可�；挠捕仍礁撸鰪�(qiáng)纖維的含量越多，采用使用金剛石涂層/金剛石刀片切削刃刀具的趨勢(shì)就越大。
如果孔的尺寸允許，采用硬質(zhì)合金立銑刀加工中心孔或選用帶PCD涂層刀尖的變形金剛系列刀具進(jìn)行插補(bǔ)銑，比采用直柄麻花鉆效果更佳。加工淺孔，采用短粗的直柄鉆頭。加工較深的孔，需要為各種切屑考慮可靠的排屑方式。如果可能的話，需考慮“啄鉆”。
速度和進(jìn)給需要符合層壓材料的每層材質(zhì)要求。準(zhǔn)備好為每一層的加工而改變鉆削參數(shù)。
刀具幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇應(yīng)該基于層壓材料中的底層材料。如果底層為塑料，使用帶錐角的錐形鉆頭。如果底層為鋁或鈦，使用帶鋒利切削刃的高剪切力鉆頭使得退刀更干凈，余留更少的毛刺。錐形鉆頭只會(huì)粘結(jié)更多的鋁屑。
當(dāng)加工較厚的復(fù)合材料時(shí)，需要提防熱量積聚以及切屑阻塞。選擇更窄的刃帶、更寬的排屑槽和較大螺旋角的鉆頭，以在工件過熱前完成鉆孔。
加工含鈦復(fù)合材料中的注意事項(xiàng)
當(dāng)層壓材料中含有鈦時(shí)，上述推薦的經(jīng)驗(yàn)做法都變得不可取。為了避免加工硬化和過熱，并控制切屑，最好選擇小前角、小后角的刀具，采用低主軸轉(zhuǎn)速。
總之，在刀具的選擇上做好充分考慮，包括金屬層與塑料層的相對(duì)厚度和位置分布。這是一個(gè)平衡問題。金屬層多的層壓材料適合采用帶內(nèi)冷卻功能的硬質(zhì)合金刀具。如果以碳纖維復(fù)合材料為主，則選用PCD硬質(zhì)合金刀具更合適。
要確定工藝能保證鈦切屑被破碎至很小，并容易排出。您一定不想冒鈦切屑堵塞復(fù)合材料孔的風(fēng)險(xiǎn)。同樣，最有效的補(bǔ)救措施是采納更低的切削速度，采用啄鉆方式加工。