碳纖維提高復(fù)合材料具備較高的強(qiáng)度、比剛度，是以碳纖維或碳纖維紡織物為提高體，以環(huán)氧樹脂、瓷器、金屬材料、混凝土、碳質(zhì)或塑膠等為基材所生成的復(fù)合材料，輕量實(shí)際效果十分顯著，在航天航空、汽車制造業(yè)、軍用商品中獲得廣泛運(yùn)用。可是對(duì)碳纖維復(fù)合材料的切削加工有一定的難度系數(shù)，文中對(duì)如何選擇刀具處理碳纖維復(fù)合材料的切削加工難點(diǎn)開展討論。

  一、碳纖維復(fù)合材料的歸類

  碳纖維復(fù)合材料可從下列2個(gè)層面開展歸類：

  （1）依據(jù)碳纖維的物理性能可分成高韌性，超高模量，高韌性和極高抗壓強(qiáng)度4種，常見的有碳纖維提高復(fù)合材料(CFRP)、碳纖維增強(qiáng)瓷器基復(fù)合材料、碳/碳復(fù)合材料、碳纖維提高金屬材料基復(fù)合材料、碳纖維提高環(huán)氧樹脂復(fù)合材料等。

  （2）依據(jù)短纖維的種類可分成聚噻吩基碳纖維(PAN)、甲基纖維素基碳纖維(黏膠基碳纖維)、瀝清基碳纖維、酚醛樹脂基碳纖維等。

  碳纖維復(fù)合材料運(yùn)用

  二、碳纖維復(fù)合材料切削加工難點(diǎn)

  為什么說碳纖維復(fù)合材料難加工呢？是由于碳纖維復(fù)合材料在加工全過程中，環(huán)氧樹脂與化學(xué)纖維存有繁雜的內(nèi)部?jī)?nèi)在聯(lián)系，通常會(huì)發(fā)生碳纖維金屬拉絲或是擺脫，而且碳纖維復(fù)合材料具備較高的熱穩(wěn)定性和耐磨性能，在加工全過程中會(huì)造成很多的切削熱及其損壞，對(duì)加工機(jī)器設(shè)備的需求也很高。碳纖維方位30°、60°、90°是最重要的方位，他們會(huì)造成大的切削力集中化損壞，碳纖維復(fù)合材料難加工的一個(gè)關(guān)鍵因素便是對(duì)刀具的損壞十分比較嚴(yán)重，并且損壞迅速，損壞關(guān)鍵分成尖刀損壞、刀具側(cè)邊損壞、刀具邊沿?fù)p壞；此外，切削加工工藝主要參數(shù)也會(huì)明顯危害到刀具的損壞。

  三、如何選擇刀具材料加工碳纖維復(fù)合材料？

  碳纖維復(fù)合材料加工刀具材質(zhì)與硬質(zhì)合金刀具、金剛石鍍層刀具、聚晶金剛石（PCD）刀具。

  （1）硬質(zhì)合金刀具刀具選用YG類加上TaC或NbC極細(xì)顆粒物硬質(zhì)合金刀具，該類材料刀具耐溫性和抗氧化好，但加工碳纖維復(fù)合材料時(shí)，刀具損壞比較嚴(yán)重，零件外表層不光滑有撕破印痕，切削加工中必須經(jīng)常換刀、磨刀技巧，加工高效率低，對(duì)作業(yè)者的規(guī)定高、品質(zhì)不穩(wěn)定，不可以達(dá)到商品的大批量生產(chǎn)規(guī)定。

  （2）金剛石鍍層刀具是在硬質(zhì)合金刀具總體刀具或PCD刀頭的基材上做金剛石鍍層，可使切削刃耐磨性能更高一些，不但有著金剛石的高韌性和耐磨性能，并且能在很長(zhǎng)的加工周期時(shí)間內(nèi)維持原來刀具的幾何圖形構(gòu)造，確保加工實(shí)際效果。

  （3）聚晶金剛石刀具是現(xiàn)階段加工碳纖維復(fù)合材料較為理想的刀具，聚晶金剛石PCD的強(qiáng)度可達(dá)9000HV，是硬質(zhì)合金刀具的4～6倍，具備很高的耐磨性能（是硬質(zhì)合金刀具的十幾倍），如華菱超硬CDW010材料，具有出色的耐磨性能，與此同時(shí)維持銳利的刀口，可合理地?cái)嚅_化學(xué)纖維，確保較高的外表光滑度，降低修磨刀具、打磨拋光等輔助時(shí)間，緩解作業(yè)者的勞動(dòng)效率，進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。

  華菱超硬PCD刀具型號(hào)特性

  四、金剛石刀具處理碳纖維復(fù)合材料切削加工難點(diǎn)

  因?yàn)榧徔棽牧虾徒饘俨馁|(zhì)的物理性能有較大的區(qū)別，非常容易在加工全過程中產(chǎn)生毛邊、分層次破裂等缺點(diǎn)，因此在加工航空航天領(lǐng)域內(nèi)的零配件時(shí)，聚晶金剛石（PCD）刀具要比傳統(tǒng)式的鈷合金硬質(zhì)合金刀具刀具得到更多的加工品質(zhì)。

   （1）碳纖維復(fù)合材料打孔刀具

  華菱超硬產(chǎn)品研發(fā)的碳纖維復(fù)合材料打孔刀具有：金剛石麻花鉆、金剛石鉆絞刀、金剛石麻花鉆頭、金剛石階梯鉆及非標(biāo)準(zhǔn)金剛石麻花鉆等，選用進(jìn)口PCD塑膠板材為切削刃，具備非常好的耐磨性，以鈷合金硬質(zhì)合金刀具為基材，硬質(zhì)合金刀具基材具備非常好的剛度和規(guī)格精密度，可以保證打孔切削的加工品質(zhì)，并設(shè)計(jì)方案內(nèi)冷（內(nèi)部螺旋式制冷）安全通道提升制冷特性，麻花鉆螺旋銑面槽可提升銑面特性，從而提升加工高效率，這對(duì)碳纖維復(fù)合材料的打孔加工是十分關(guān)鍵的。

  華菱超硬碳纖維復(fù)合材料打孔刀具可開展多刀口設(shè)計(jì)方案，而且可依據(jù)實(shí)際加工狀況調(diào)節(jié)視角及銳利度，在復(fù)合材料上開展孔加工時(shí)，降低麻花鉆的切削力，可防止原材料分層次狀況，銳利的切削刃部可以確?？椎膬?yōu)良品質(zhì)；鉆鉸锪一體刀具，打孔和锪窩一次進(jìn)行，省去了用基本麻花鉆和絞刀加工時(shí)需必須的退刀、換刀和屬七和弦，可以進(jìn)一步提高加工高效率。

  華菱超硬PCD麻花鉆

   （2）碳纖維復(fù)合材料切削刀具

  華菱超硬發(fā)布的碳纖維復(fù)合材料切削刀具有：金剛石銑刀片及配套設(shè)施銑刀盤、金剛石合金銑刀、金剛石螺旋式合金銑刀、金剛石單刃車刀、金剛石雙刃銑刀、金剛石球籠車刀及其非標(biāo)準(zhǔn)金剛石車刀等，華菱超硬金剛石銑刀的優(yōu)點(diǎn)取決于規(guī)格型號(hào)齊備、非標(biāo)準(zhǔn)訂制可迅速交貨，并可以依據(jù)試品實(shí)際效果迅速開展改善提高；另一優(yōu)點(diǎn)取決于其具有內(nèi)冷特性，在對(duì)CFRP碳纖維提高復(fù)合材料家具板材開展切削加工時(shí)，在壓縮氣體的效果下，內(nèi)冷孔可以推動(dòng)CFRP碳纖維提高復(fù)合材料切削經(jīng)車刀螺旋式銑面槽迅速排出來；在對(duì)CFRP/鈦重疊板原材料開展加工時(shí)，可以根據(jù)密封性的內(nèi)部制冷安全通道開展制冷潤(rùn)化，在推動(dòng)潤(rùn)化的并且還能夠減少在鈦原材料加工中產(chǎn)生的高燒，由于這類原材料的熱傳導(dǎo)率較低，而金剛石PCD刀具的切削溫度不適合過高（600°之內(nèi)為宜）。

  華菱超硬pcd車刀

   （3）碳纖維復(fù)合材料銑削刀具

  華菱超硬發(fā)布的碳纖維復(fù)合材料銑削刀具有：金剛石刀頭、金剛石車床車刀及其非標(biāo)準(zhǔn)金剛石刀具等，銑削加工是在CFRP碳纖維提高復(fù)合材料加工中運(yùn)用十分多的方式也是很基本的方式，通常適用圓柱體表層預(yù)訂尺寸公差的完成。合適銑削碳纖維復(fù)合材料可以運(yùn)用的刀具關(guān)鍵原材料為：硬質(zhì)合金刀具或瓷器及其聚晶金剛石。加工加工工藝中走刀速度，吃刀深層，和切削的速率都是會(huì)危害產(chǎn)品工件制成品表層質(zhì)量和游戲道具毀壞水平，這也是開展技術(shù)優(yōu)化的總體目標(biāo)方位。

  華菱超硬PCD刀頭