本发明属于铣削加工领域,具体涉及一种碳纤维复合材料单向带层压板铣削的加工方法。
背景技术:
1、碳纤维复合材料具有质量轻、强度大、耐疲劳、耐磨损、耐热性好、耐化学腐蚀的特性。但碳纤维复合材料加工效率低,加工成本高。在加工过程中经过刀具和复合材料间复杂的相互作用,会导致碳纤维复合材料在加工后存在没有切断的纤维纱线和分层的现象,且刀具在切削过程中切削不稳定,加工的表面质量较差,刀具使用寿命低。为了减少和避免这些缺陷的产生,通过改进刀具的前角角度、优化工艺参数,确定纤维取向,控制切削力和纤维分层的方向,能够有效减少纤维毛刺和毛边的产生,提高铣削加工后工件的精度和表面质量。
2、由于碳纤维复合材料具有硬度高,层间剪切强度高的特点,在铣削过程中易产生崩刃现象,同时碳纤维复合材料具有低导热性的特点,刀具在切削过程中产生大量的切削热难以输出,导致刀具磨损较快,严重影响刀具的使用寿命。
3、铣削是工件的一种精加工方式,通常要求工件加工后的精度较高,碳纤维复合材料在切削过程中易产生毛刺、拉丝、纤维分层、撕裂、纤维缺失、烧伤等缺陷,导致后续清除毛刺工序有很大的困难,严重影响工件的精度和表面质量。
4、中国专利申请(cn108416087 b)公开了一种碳纤维复合材料铣削加工损伤深度的预测方法,基于碳纤维复合材料过程中的刀具运动规律与铣削加工损伤的形成过程,计算铣削过程中的加工参数,得到最终损伤深度,以实现碳纤维复合材料工件铣削加工损伤深度的准确计算,对铣削加工后损伤的分布进行预测。此方法针对t800级碳纤维复合材料选用硬质合金刀具进行铣削加工,刀具前角为5°,选择了低转速、小切深、慢进给的加工方式,加工效率较低,成本较高。因此提供一种高效率、高精度、低成本且能够提高工件表面质量的加工方法尤为重要。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、本发明要解决的技术问题是如何提供一种碳纤维复合材料单向带层压板铣削的加工方法,以解决碳纤维复合材料切削造成的各种问题。
3、(二)技术方案
4、为了解决上述技术问题,本发明提出一种碳纤维复合材料单向带层压板铣削的加工方法,该方法包括:
5、s1、切削刀具选择
6、碳纤维复合材料加工外形时,当确定背吃刀量和进给量参数时,确定刀具前角;
7、s2、调整装夹方式
8、在工作台上安装玻纤牺牲板,并用双面胶将碳纤维复合材料单向带层压板固定在玻纤牺牲板上;
9、s3、优化走刀方式
10、碳纤维复合材料的纤维取向决定了刀具的进给方,刀具沿着纤维取向的纵向进行加工;
11、s4、调整切削参数。
12、(三)有益效果
13、本发明提出一种碳纤维复合材料单向带层压板铣削的加工方法,本发明的方法在碳纤维复合材料的铣削加工中,采用了聚晶金刚石刀具,并将刀具前角角度由6°增加为8°。
14、本发明使用玻纤牺牲板与双面胶将碳纤维复合材料单向带层压板固定,保证工件安装稳固,受力均匀。
15、本发明的碳纤维复合材料的纤维取向决定了刀具的进给方,刀具沿着纤维取向的纵向保持匀速连贯进行加工。
16、本发明的有益效果:
17、使用本发明的方法加工的工件大幅减少了毛刺、拉丝、纤维分层、撕裂、纤维缺失、烧伤等缺陷的产生,提高了工件精度与表面质量,满足设计与使用要求。
18、采用该铣削加工方法可以有效降低刀具磨损,提高刀具使用寿命,保证产品加工精度,提高加工效率,降低加工成本。
1.一种碳纤维复合材料单向带层压板铣削的加工方法,其特征在于,该方法包括:
2.如权利要求1所述的碳纤维复合材料单向带层压板铣削的加工方法,其特征在于,所述s1中,刀具选用聚晶金刚石刀具。
3.如权利要求2所述的碳纤维复合材料单向带层压板铣削的加工方法,其特征在于,所述s1中,前角角度为8°。
4.如权利要求1所述的碳纤维复合材料单向带层压板铣削的加工方法,其特征在于,所述s2中,双面胶为airhold 10cbs。
5.如权利要求1所述的碳纤维复合材料单向带层压板铣削的加工方法,其特征在于,所述s2中,双面胶等间距均匀排列。
6.如权利要求1所述的碳纤维复合材料单向带层压板铣削的加工方法,其特征在于,所述s3中,在切削过程中刀具进给始终保持匀速且连贯。
7.如权利要求1-6任一项所述的碳纤维复合材料单向带层压板铣削的加工方法,其特征在于,刀具选用φ5mm的聚晶金刚石铣刀,分粗、精加工进行切削参数调整。
8.如权利要求7所述的碳纤维复合材料单向带层压板铣削的加工方法,其特征在于,粗加工切削参数:转速7000r/min,进给量300mm/min,切削深度5.1mm。
9.如权利要求7所述的碳纤维复合材料单向带层压板铣削的加工方法,其特征在于,精加工采用顺铣,切削参数:转速8000r/min,进给量600mm/min,切削宽度0.3mm,切削深度5.1mm。
10.如权利要求9所述的碳纤维复合材料单向带层压板铣削的加工方法,其特征在于,通过调整精加工时的进给量,由600mm/min降低为400mm/min,能够进一步提升工件平面度及表面质量。