复材的孔加工 |
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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。 |
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复材的孔加工特点和要点 |
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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。 |
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加工要求
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
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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 |
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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 |
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关于加工效率
测量位置:
- 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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