以常规方式加工复合材料(3)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-01 原文发表时间:2007-07-02 人气:1

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铣削—铣削操作一般是在压缩模铸零件而不是管道上进行的。一般而言，铣削工艺与船用黄铜中所用的类似，其中需要刀具尖锐并带正前角。对压缩模铸零件而言，加工速度及进给要快三倍（900英尺/分钟），因为材料成分与纤维缠绕零件的不同。压缩模铸零件的纤维量一般为60%，且纤维较短（大约为1英寸长）。因此与纤维在整个零件上连续缠绕的管道相比，切割比较容易。管道零件还具有较高的纤维含量（70%），因此必须切割更多的纤维。

端面铣是压缩模铸零件中常用的一道操作。其中一个实例是安装在传动轴端部的法兰（参见照片）。该零件需要端面铣加工以确保平整度，因为它将被栓接到减速箱中。铣削是采用Valenite公司（密执安州Madison Heights市）配备金刚石刀片的端面铣刀在立式加工中心（VMC）上进行的。公司现在正在考查进行多轴加工的其他铣床。

铣削复合材料的总体规则是，以较高的主轴转速及较低的进给速度用尖锐的刀具进行。

钻削 — 钻孔是公司管道零件加工中常用的一道工序，既在车床上进行，也在立式加工中心上进行。例如，对于压力容器的管道部分，需要洁净的孔以安装用于排放冷凝水的管壁配件或其他配件。在钻穿管道厚度时，一定要支撑管道的内壁，以免出现脱层，或者纤维层发生分离现象。一般采用一个临时安装在管道内的木制或塑料塞子来提供所需要的管壁支撑。

采用金刚石镶尖、带抛光沟槽的刀具以高转速（不至于高到让人惊讶）及低进给速度进行操作可以获得最佳钻削结果。多年以来，公司已经发现，螺旋角为10~50度、间隙角为9~20度、顶尖角为60~120度的薄横刃钻头在排屑方面以及控制发热量方面效果最理想。

与其他材料一样，钻削速度应该依据孔的尺寸及深度进行调节—一般而言，孔越大，钻头速度应该越低，以维持刀具一贯的进给量。

磨削—对于大部分管道产品，其内径都比外径更重要（精密芯棒保证精确内径）。但是，滚轮却需要精密外径。公司的辛辛那提无心磨床经过了改造而将工件加工能力从原来的6英寸~22英寸增加到可以加工大型滚轮。直径大于22英寸的管道将在大型车床上磨削。几乎所有的管道产品都是用普通水做冷却液、要么采用硅硬质合金要么采用氧化铝砂轮在无心磨床上磨削加工的。
无心磨削不仅可以保证外径精度，同时还可以快速去除大量材料。每道磨削操作大约去掉0.01~0.025英寸的材料。这比磨削钢材质去除的材料量大，因为复合材料密度较低，每道切深可以更高。但是，由于玻璃纤维在径向的韧度为钢的1/10，因此会产生一定的变形，这一点意味着复合材料管道的外径无法达到与钢材同样高的精度。

那么粉尘怎么办？

DeLuca博士指出复合材料加工中有两个荒诞的说法 —1）会毁坏机床；2）粉尘危害操作员。这两种说法都是不成立的。加工复合材料或任何其他材料的机床只有在切屑不定期清理的情况下才会毁坏。不过还是建议更频繁地更换电子柜中的过滤器（要每月而不是每半年更换一次）。

对于干式加工操作，采用高效真空吸尘系统来限制污秽。尽管粉尘不存在严重的健
康危险，但有些操作员需要戴保护手套和/或面罩。

复合材料加工中产生的粉尘被看作是一种令人讨厌的粉尘（如锯末一样）。尽管玻璃纤维会引起人痒痒，但是它不像石棉纤维会附到人的肺部。这仅仅是个习惯于接触粉尘的问题。Amalga公司现有机床操作员之一，以前对自己原来工作的机加工厂所用的冷却液有过敏反应，现在却对复合材料粉尘一点问题也没有。

本文摘自：美国Modern Machine Shop杂志
原载国际金属加工商情 (

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