電鍍金剛石鉆頭切削原理和普通的鉆頭不同,電鍍金剛石鉆頭鉆孔的本質(zhì)為“以磨代鉆”,制孔時(shí)每一個(gè)磨粒的運(yùn)動(dòng)軌跡是螺旋線。刀具端面上的磨粒為主切削部分,這些磨粒大多數(shù)是負(fù)前角,一個(gè)具有很大負(fù)前角的切削刃以很高的速度切入復(fù)合材料表面,磨粒切削刃和纖維之間產(chǎn)生摩擦、擠壓作用,并且克服碳纖維和基體的彈性變形的阻力形成切屑。
碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)作為一種先進(jìn)的復(fù)合材料已經(jīng)在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,并不斷地從非承力構(gòu)件向次承力構(gòu)諸如制孔毛刺、撕裂、分層缺陷等問(wèn)題也越來(lái)越多,一直以來(lái)采用硬塑料板或鋁板頂緊鉆頭出口處,防止復(fù)合材料孔出口面撕裂,嚴(yán)重影響了產(chǎn)品強(qiáng)復(fù)合材料加工問(wèn)題,開(kāi)發(fā)了一種貫穿全長(zhǎng)的單向四槽螺旋硬質(zhì)合金銑刀,較好地解決了切削熱問(wèn)題。美國(guó)堪薩斯州立大學(xué)Z.C. Li等人利用超聲振動(dòng)加工工藝,采用金屬結(jié)合劑燒結(jié)金剛石鉆頭進(jìn)行碳纖維復(fù)合材料鉆孔研究,取得了較好的效果。波音公司針對(duì)碳纖維復(fù)合材料和鈦合金鉆削加工而研制的金剛石復(fù)合鉆頭可以實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料與鈦合金構(gòu)件的一次加工,刀具壽命得到了大大的提高,鉆孔質(zhì)量也有所改善,同時(shí)提高了加工效率。
目前我國(guó)裝配制孔仍然以傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金刀具為主,不僅刀具磨損嚴(yán)重,而且加工效率低下、加工質(zhì)量不穩(wěn)定。本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐,從制孔缺陷形成過(guò)程的分析人手,分析了切削力對(duì)制孔缺陷的影響規(guī)律,探討了“以磨代鉆”工藝的實(shí)用價(jià)值,為改善和提高企業(yè)碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件制孔質(zhì)量和效率提出了一條有效的技術(shù)途徑。
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