碳纖維復合材料的鉆削分層現(xiàn)象

　　由于碳纖維復合材料具有異質性和各向異性的特點，而鉆削本身又是一個復雜的過程(剪切、滑移和擠出同時并存)，所以在加工的時候容易引起材料損傷，如分層、纖維剝離、層間裂紋、縮孔。在這些缺陷中，分層是非常嚴重的一種，直接影響到材料的強度和剛度，并破壞結構的完整性。
 

（圖示：碳纖維復合材加工件）
 

　　為了避免產生鉆削分層，實際施加的鉆削推力值不應超過臨界推力值，這個臨界推力值可以通過不同的理論(平板彎曲理論、層壓板理論)、基于線彈性斷裂機制以及相關約束條件的數(shù)學模型(分布載荷模型、集中載荷模型)計算獲得。此外，進給率、鉆頭直徑等參數(shù)對分層的形成都有很大的影響。采用支撐工具或者在鉆削出口側增加額外的材料層也可以減小分層損傷。
 

　　一個已磨損的鉆頭會引起比較嚴重的分層，其原因是由于刀具磨鈍而鉆削推力增大。刀具磨損取決于刀具幾何參數(shù)、切削條件、潤滑措施以及被加工材料。隨著鉆削孔數(shù)的增加，鉆頭的切削刃逐漸變鈍。硬質合金和聚晶金剛石是適合碳纖維復合材料鉆削的刀具材料，有研究者做過實驗，鉆削速度80m/min~150m/min，進給率0.05mm/r~0. 15mm/r，鉆含量為6%的超細晶粒金剛石涂層硬質合金鉆頭表現(xiàn)出較好的性能，而金剛石鉆頭可提供較高的切削速度（l00m/min~250m/min），但是初始成本較高。
 

　　鉆削雖然只是碳纖維復合材料加工中的一個小環(huán)節(jié)，但其精確度和完美度直接影響到成品的外觀以及質量，更是造成碳纖維復合材料報廢的重要原因。威盛新材成立多年來積累了豐富的經驗，能根據(jù)客戶的圖紙做高精度加工。推薦閱讀：碳纖維復合材料的切削工藝研究