航天航空近幾年的迅速發展已逐漸讓其成為我國的支柱產業之一。無論是民用還是軍事領域,碳釬維復合材料(CFRP)的出現為飛機制造帶來了革命性的變化。碳纖維復合材料的新型飛機比傳統飛機表面更平滑、均勻,高速飛行時遇到的空氣阻力大大減少,時速也會隨之得以提升。最重要的是,碳釬維復合材料(CFRP)具有較高的比強度、比剛性,輕量化效果十分明顯,這種材料比鋼鐵材料輕50%,比鋁材輕30%,受到國內外飛機制造企業的廣泛關注。
碳釬維是由含碳量較高,在熱處理過程中不熔融的人造化學纖維,經熱穩定氧化處理、碳化處理及石墨化等工藝制成。然后,以碳纖維或碳纖維織物為增強體,以碳或石墨化的樹脂作為基體進行復合。復合以后的這種材料我們稱之為碳纖維復合材料(CFRP),其具有以下的特點:
目前,碳纖維已被公認為替代鋁合金制造飛機的理想材料。但是,碳纖維復合材料(CFRP)對于機加工來說比較難切削,主要是因為其高硬度、低層間剪切強度和低導熱性。其加工難點在于切削時易產生的分層和損壞會對刀具的壽命產生較大的影響,所以解決碳纖維復合材料(CFRP)的切削問題必須要先解決刀具的使用壽命。
經過一系列機加工的實驗驗證發現,用聚晶金剛石刀具(PCD)進行切削,可以使碳纖維復合材料(CFRP)的表面質量大幅提升,能夠推進以車代磨,提高生產效率,是較為理想的刀具。
加工碳釬維復合材料(CFRP)機翼部位。航空企業通常對加工的零件采取保密方式。原方案為針對復合材料加工專用的硬質合金立銑刀,采用干切加工的方式,零件表面粗糙度要求達到Ra1.2μm。
威士采用PCD焊片的銑刀進行加工,相比于原方案,線速度提高了81%,每轉進給量提高了42%,加工工藝和切削余量保持不變。結果我司刀具壽命能夠達到硬質合金刀的5倍,且加工效率也得到顯著提升,加工表面質量更優。