复材孔加工的特点和要点

复材的孔加工占复材加工的60-80%,是较具挑战性的加工,因为复材钻孔容易产生材料分层和碎裂,特别是在孔入口和穿出时。钻头形状的确定是复材加工中的重点。

 复材的孔加工占复材加工的60-80%,是较具挑战性的加工,因为复材钻孔容易产生材料分层和碎裂,特别是在孔入口和穿出时。钻头形状的确定是复材加工中的重点。

复材的孔加工特点和要点:

  • 复材具有脆裂性
  • – 所需切削力非常小
  • – 无需冷却

复材硬度极高,对刀具的耐磨性有很高的要求

  • – 基材树脂强度相对比较弱,导致复材各纤维织层容易分层
  • – 弹性不相配,导致复材表面不规则
  • – 在加工时,当树脂无法胶固纤维时,导致纤维被拔出,产生毛边

在碳纤维复材上钻孔,常常刀具还没有失效,钻出的孔就已经达不到要求了。因此,要否换刀,或转位,要视加工出来的孔的质量而定。

复材孔加工的基本要求

  • 复材单层板上钻孔
    – 粗糙度 Ra < 4.8 μm
    – 分层范围<1 mm(以孔径为基准)
    – 无碎裂现象
    – Cp >1.6
    • 复材+金属层板上钻孔
      – Cpk>1,33
      – Ra<3,2 (碳纤层)
      – Ra<1,6 (铝、钛层)
      – 孔公差: +/- 20 to +/- 40μm
      – 孔出口无分层和毛刺
      – 金属层的切屑不能残留在碳纤层

    合格的孔

    不合格的孔:毛刺、分层、边缘碎裂

    孔尺寸标准的测量方法

    测量位置:
    – 直径方向,每900角采点测直径
    – 孔的轴向(深度方向),出、入口2mm处以及中间位置分别测直径

    钻孔尺寸的控制

    – 通常采用预钻孔,确保孔位置的正确
    – 孔的最终尺寸最好采用一次加工的实现方案
    – 如要求钻出高精度孔,应使用铰钻

    关于加工效率

    – 提高钻速和进给率当然能加快钻孔速度,但前提是保证孔的质量
    – 如孔的质量不合格,必须返工,反而提高的加工成本和浪费时间
    – 因此,提高孔加工质量,避免返工,实际上是提高加工效率和效益的最佳办法

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