CFRP加工用金剛石鍍附工具
適宜地將基體和增強(qiáng)材料結(jié)合起來從而形成可控性機(jī)械特征是復(fù)合材料的一個(gè)特色。金剛石鍍附鉆的構(gòu)造頂角從鉆頭的中心到邊緣有三個(gè)變化,這樣就減小了鉆頭外刃在鉆削時(shí)的軸向力,把CFRP材料分層降到了低。碳纖維增強(qiáng)塑料由于其優(yōu)越的抗拉強(qiáng)度、比濕度、抗腐蝕性而廣泛應(yīng)用在工業(yè)機(jī)械如汽車、直升機(jī)、器械和鐵路車輛等領(lǐng)域。此外,CFRP材料在航天領(lǐng)域是一種基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)材料,可以減輕飛機(jī)機(jī)身重量從而提高燃料效率,節(jié)省維護(hù)成本。
在航天領(lǐng)域,和CFRP材料有關(guān)的加工都會(huì)應(yīng)用金剛石鍍附工具。金剛石鍍附鉆,用于CFRP材料的精密鉆孔。由于軸向力沿著纖維板疊層方面施力,鉆孔時(shí)CFRP材料容易出現(xiàn)分層。
隨著切削工具磨損的加劇和碎屑粘附在切削刃上,鉆削時(shí)的抗鉆強(qiáng)度也逐漸增大,CFRP材料過度受熱,強(qiáng)度也由此降低。為解決這一問題,就不可避免地要應(yīng)用到金剛石鍍附鉆。
金剛石鍍附鉆的構(gòu)造
金剛石鍍附鉆的構(gòu)造
頂角從鉆頭的中心到邊緣有三個(gè)變化,這樣就減小了鉆頭外刃在鉆削時(shí)的軸向力,把CFRP材料分層降到了低。螺旋角和溝槽外形設(shè)計(jì)之間得到了優(yōu)化處理,切削刃帶有三個(gè)頂角且長度得到了縮短處理;這種設(shè)計(jì)使鉆削深孔時(shí)的溫度得到了控制,不至于過高。
金剛石鍍附薄膜的表面。碳纖維增強(qiáng)塑料由于其優(yōu)越的抗拉強(qiáng)度、比濕度、抗腐蝕性而廣泛應(yīng)用在工業(yè)機(jī)械如汽車、直升機(jī)、器械和鐵路車輛等領(lǐng)域。通過改善金剛石的微結(jié)構(gòu)并對(duì)鍍附預(yù)處理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化,解決了金剛石鍍附薄膜和硬質(zhì)基體很難結(jié)合在一起的問題。圖10所示為CRFP鉆削用SDC型鉆頭。加工出的孔質(zhì)量準(zhǔn)確、沒有分層和未切割纖維。金剛石鍍覆層耐磨性好,提高了工具壽命,實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定鉆削。
硬質(zhì)合金的直接銑削
在模具制備工藝中,為提高模具的準(zhǔn)確度,通常采用鍍附硬質(zhì)合金端面銑削來進(jìn)行直接銑削。隨著制造商對(duì)模具硬質(zhì)要求的提高,出現(xiàn)了聚晶金剛石刀具、金剛石鍍附硬質(zhì)合金刀具和單晶金剛石刀具,都可以用于硬質(zhì)材料的直接銑削。
對(duì)于硬質(zhì)合金模具的直接銑削,傳統(tǒng)PCD刀具的硬度不足以滿足其要求;SCD的強(qiáng)度也不夠,PCD和金剛石鍍附工具的鋒利度也不夠。在該實(shí)驗(yàn)中,主軸速度N=4000,進(jìn)給速率Vf=120mm/min,切割深度ap=0。因此,無粘結(jié)劑納米聚晶金剛石便應(yīng)運(yùn)而生。BL-PCD的硬度比PCD和SCD高、鋒利度要比PCD和金剛石鍍附都要好;適宜硬質(zhì)合金模具的直接銑削,特別是精加工。