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复合材料的加工解决方案

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复合材料的加工解决方案复合材料关注复合材料碳纤维与复合板的解决方案目前碳纤维与其他复合材料发展迅速,新的材料属性不断衍 变,用途也日益广泛复合材料具有使制成的零件更轻、更 坚固,耐腐蚀等特点,使其非常适合于多种应用场合不过 这些结构材料的成功应用也对其加工性能提出了新的要求, 其中切削加工性能的变化是新的挑战材料与特性针对不同应用建立单独的工艺是确保复合材料加工取得成功 的根本所在选择正确的刀具、槽形、材质、切削参数以及 采用创新的解决方案,都有助于将复合材料的加工制造技术 提升到一个新水平最常用的解决方案之一是将一种新的 CoroDrill 钻尖用到复合材料钻头上此种采用直接压制烧结技 术制成的 PCD 钻头的切削刃几何参数能减少钻入和钻出孔时 的分层现象应用解决方案包括:– 标准和订制刀具 – 硬质合金或 PCD钻头解决方案 – 创新的钻尖构形提高钻孔质量 – 可提高被加工件表面质量和机床利用率的铣刀表面加工碳纤维零件对其加工表面具有很高的要求,这就需要创 新的解决方案CoroMill®铣刀系列包括一些配备高精度 可转位 PCD 刀片的产品,例如 CoroMill 590 和 CoroMill 390。

金刚石涂层硬质合金刀片也能较好地加工纤维含 量较高的材料表面复合材料 机翼使用PCD刀片的 CoroMill®590 铣刀使用金刚石涂层 硬质合金刀片的 CoroMill®390铣刀使用PCD刀片的 CoroMill®590铣刀修边与切边无论是大型零件的切边,还是 CFRP(碳纤维增强塑料)零件 周边的修边,CoroMill®铣刀都是最佳选择使用焊接 PCD 刀片的CoroMill 329 槽铣刀适合切边加工,而CoroMill Plura PCD 和金刚石涂层铣刀则很适合修边特别的设计减少了纤 维碎裂,改进了零件周边的质量在航空加工业中,正前角和锋利的切削刃是减少切削热和形 成高质量表面的关键孔加工在各种碳纤维材料上进行孔加工时,由于分层和纤维碎裂问 题很普遍,因此需要独特的钻尖结构才能保证孔公差和质 量由碳纤维增强塑料(CFRP)和其它材料例如钛合金构成 的复合板则对加工提出了新的要求,因为这两种材料的加工 方法差别很大– CoroDrill®系列钻头具有适合高纤维含量(纤维碎裂是主要 问题)和高树脂含量(容易发生分层)CFRP材料的钻尖构 形 – 解决方案包括适合CFRP- 铝和 CFRP- 钛复合板的钻尖构形 – 适用于 CNC 机床、新型的并联机床甚至风动钻孔机的 PCD 与硬质合金钻头设计结构件 针对飞机结构件专门开发的复合材料增强了结构的刚度、强度和耐久性。

复合材 料具有极佳的强度重量比,能够形成复杂的零件形状与铝合金相比,碳纤维增 强塑料(CFRP)的抗拉强度通常可高达 14 倍以上,而其热膨胀系数还不到铝材 的 1/19;此外其刚度可高出 5 倍以上,而重量仅为铝合金的一半但这对机床 来说,也意味着更多的挑战配备PCD刀片的CoroMill®590面铣切削速度Vcm/min300切削深度apmm2.5进给率fnmm/rev0.17保持高安全性的表面加工高精度CoroMill 590适合高效表面加工,安全性高,能够长时间运行CoroMill®590——高精度解 决方案,适合对尺寸和表 面粗糙度具有很高要求的 表面加工与焊接铣刀相 比,这种带锯齿形定位面 可转位刀片的铣刀使用灵 活,精确可靠选择涂层硬质合金 还是PCD刀具?对不同的工件材料和机床有不同的 答案金刚石涂层硬质合金刀具: 适应范围广泛,适用于对灵活性要 求高的各种复合材料以及带铝合金 的复合板的加工PCD: 这种刀具解决方案能保证很长且可 预测的刀具寿命、被加工零件表面 尺寸和表面质量一致性好适合于 绝大多数材料组合和各类机床复合材料的修边一次加工即可获得所需的表面,这样就可减少或取消后续加 工,同时刀具寿命的提高也能相应缩短机床停机时间。

复合材料的粗加工或精加工可以通过 CoroMill ®铣刀加以改进 可定制的 PCD 立铣刀和金刚石涂层硬质合金刀具能够满足绝大 多数应用的需要,并可减少纤维碎裂,提高材料去除率在CFRP-铝合金复合板上钻孔用CoroDrill 854金刚石涂层钻头在CFRP-铝合金复合板材料上加工高 质量的直径为 ¼ 英寸(6.35mm)的孔系获得的益处包括:降低了 纤维碎裂风险、消除了毛刺,提高了表面光洁度难加工材料孔加工 CoroDrill®系列钻头包括 854 钻尖构形该钻尖专为改善在 纤维含量较高的碳纤维材料上钻孔时孔的进口和出口的质量 而设计在高树脂含量材料上加工孔时,对解决分层和纤维 碎裂的要求很高,这可通过钻尖构形的优化设计来达到小 顶尖角和大前角有助于改进孔质量和降低轴向力,对薄壁件 来说,这一点尤其重要CoroDrill 854金刚石涂层硬质合金钻头孔加工切削速度Vcm/min45钻孔深度apmm70每转进给量fnmm/rev0.03台面进给量Vfmm/min51刀具解决方案刀具设计方案、具体几何参数的不同选择、以及采用一次或二次加 工的方案可以显著改进生产工艺山特维克可乐满提供的产品包由 硬质合金、焊接金刚石或采用直接压制烧结金刚石技术制成的钻头 以及沉头锪孔刀具和铰刀,能够满足被加工孔苛刻的表面光洁度和 公差要求。

应用需求 复合材料机翼包括翼梁、桁条和蒙皮等这样的结构件通常由各种 成分不同的碳纤维复合材料构成,这样就需要不同的刀具解决方 案其他要求苛刻的结构例如中央翼盒,由几种复合材料构成,通常 还覆以铝合金和钛合金叠层,也要求对加工工艺进行优化复合板材料的构成对制造工艺、刀具安全性和表面质量提出了更 严峻的挑战由于材料属性之间存在巨大差异,因此诸如排屑、 高效生产和孔的质量等问题就变得越来越棘手碳纤维材料 在复合材料中,纤维、晶须、颗粒或织 物材料弥散在基体里,增强了刚性和强 度复合材料结构件由层合板或包含钛 合金和铝合金叠层的夹层结构组成因 此,为了获得高质量的孔和表面,切削 速度推荐值可在 100m/min(适合碳纤 维)和 20m/min(适合钛合金)之间 变化CoroDrill® 直接压制烧结PCD钻头孔加工切削速度Vcm/min12钻孔深度apmm25每转进给量fnmm/rev0.05碳纤维——钛合金复合 板材料上的孔加工碳纤维-钛合金复合板材料是最难加工的 材料组合之一CoroDrill 直接压制烧结 PCD 钻头,独特的钻尖设计提高了这种 最富有挑战性的孔加工的效率加工由厚度为 15mm 的碳纤维层覆以 10mm 厚的钛合金层而构成的复合板, 具有很高的安全性和加工精度。

CoroDrill® 钻头系列适合于各种碳纤维材料的通用钻尖设计可确保获得高质量的 孔而针对具体的被加工材料和机床的类型(例如数控或风动 钻孔机),我们还有一系列具有最佳前角和钻尖角的钻头备 选孔质量为了保证在高树脂或高纤维含量的复合材料上高效加工出高质 量的孔,就需要对刀具几何参数进行优化设计CoroDrill® 钻尖 构形降低了起毛、分层和纤维碎裂的风险,因此能加工出高质 量的孔老式钻头引起的分层缺陷CoroDrill®解决方案提高了孔的质量,既无分 层,也没有纤维碎裂客户服务中心:800 820 2623 400 820 2623(用户) 时间:08:00-18:30(周一至周五,节假日除外) 网址: Email:cn.coromant.customerservice@C-2940:130 CHI/01 山特维克可乐满铝合金层Ø 9.525 mm碳纤维层铝合金层20 mm20 mm20 mm在叠层复合板上钻孔 ——极具挑战性的加工材料: 铝合金、碳纤维和铝合金组 成的叠层复合板应用: 孔加工 孔径: 9.525 mm (3/8”)钻头类型: CoroDrill 854金刚石涂层 复合材料钻头机床类型和工况: 风动钻孔机微量润滑切削参数: RPM: 2000 每转进给量:0.03 mm/r孔公差要求: H9表面粗糙度要求: 3.2 Ra结果:Ra 1.6 CoroDrill® 854 钻头满足了诸多要求,不仅确保了安全的加 工,而且获得了非常精确的尺寸和优秀表面光洁度,同时也 显著降低了毛刺形成。

刀具寿命长而稳定,加上理想的切屑 形成,为获得高质量孔提供了有力支持详细信息,请访问www.aero-或 www. 。

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