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
