輕量是原材料運(yùn)用的關(guān)鍵方位，高強(qiáng)度鋼板、質(zhì)輕鋁合金、復(fù)合材料是未來(lái)發(fā)展方位，與此同時(shí)復(fù)合材料也邁入了較好的未來(lái)發(fā)展機(jī)會(huì)，碳纖維材料和玻纖復(fù)合材料因其重量較輕、抗壓強(qiáng)度大、可設(shè)計(jì)方案性好、抗沖擊及抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，其抗拉強(qiáng)度是金屬材料的3～5倍，耐沖擊抗壓強(qiáng)度超過(guò)1500 MPa，達(dá)到高韌性零件規(guī)定；凈重比鑄鐵件輕50%，比壓鑄件輕30%，輕量減脂實(shí)際效果十分明顯，因而已被廣泛運(yùn)用于車(chē)輛、航天航空、風(fēng)速風(fēng)力發(fā)電等行業(yè)。

  圖1 復(fù)合材料的關(guān)鍵主要用途

   一、復(fù)合材料的切削加工方法

  1.復(fù)合材料的銑削加工

  車(chē)削加工是在復(fù)合材料（CFRP）加工中運(yùn)用較多的方式也是最根本的方式，通常適用圓柱體表層預(yù)訂尺寸公差的完成。合適銑削可以運(yùn)用的刀具關(guān)鍵原材料為：硬質(zhì)合金刀具、聚晶金鋼石。

  加工全過(guò)程中，走刀速率、吃刀深層和切削速率等主要參數(shù)和刀具性能都是會(huì)危害產(chǎn)品工件制成品表層質(zhì)量，這也是技術(shù)優(yōu)化的關(guān)鍵總體目標(biāo)方位。

  2.復(fù)合材料的切削加工

  銑削加工通常是對(duì)制成品產(chǎn)品工件進(jìn)行再加工的一種加工方法，加工精密度規(guī)定較高，是對(duì)繁雜產(chǎn)品工件粗加工后的整修性的切削全過(guò)程。

  在加工過(guò)程中，端車(chē)刀和復(fù)合材料（CFRP）中間要開(kāi)展繁雜的相互影響，非常容易導(dǎo)致CFRP產(chǎn)品工件存有沒(méi)斷開(kāi)的化學(xué)纖維棉紗及其分層狀況。為降低和防止相近缺點(diǎn)造成，必須在加工早期科學(xué)合理預(yù)測(cè)分析切削力和軸分層、未斷開(kāi)的化學(xué)纖維棉紗毛刺等狀況的產(chǎn)生，操縱加工加工工藝基本參數(shù)，如化學(xué)纖維趨向、徑向和法向走刀速率、切削速度等，必須不斷試驗(yàn)化學(xué)纖維趨向、徑向和法向走刀速率，產(chǎn)生最好主要參數(shù)，開(kāi)展切削加工。此外，刀具材料的挑選，也會(huì)對(duì)產(chǎn)品工件外表粗糙度造成明顯危害，挑選適宜的刀具材料，設(shè)定有效的加工工藝主要參數(shù)，可能合理降低毛邊毛刺的造成。

  圖2 華菱超硬PCD車(chē)刀（可訂制）

  3.復(fù)合材料的打孔加工

  鉆孔加工時(shí)復(fù)合材料產(chǎn)品工件常見(jiàn)的加工方法，也是關(guān)鍵難題，如在復(fù)合材料（CFRP）打孔全過(guò)程中，原材料的礦壓狀況、刀具的損壞及其孔內(nèi)腔的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題等。

  經(jīng)試驗(yàn)剖析，設(shè)定的切削主要參數(shù)、麻花鉆的立體幾何形狀及其切削加工的品質(zhì)對(duì)復(fù)合材料的打孔加工均造成顯著危害。通常把損害區(qū)較大直徑和直徑比例稱(chēng)之為損害因素，也是表明分層狀況的水平，分層因素越大，表明分層問(wèn)題越為比較嚴(yán)重。根據(jù)試驗(yàn)可以邏輯推理，切削全過(guò)程中推動(dòng)力和分層狀況造成也是有內(nèi)在聯(lián)系，推削力的大小也可表明分層水平。根據(jù)同樣的打孔原材料，有別于別的加工方法，打孔加工中切削速度不容易給切削力造成非常大危害。

  在同一切削主要參數(shù)下，與麻花鉆頭對(duì)比，主要參數(shù)對(duì)混合型獨(dú)特麻花鉆的分層危害較低。針對(duì)成形的非標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，比較大的走刀速率和麻花鉆直徑可以降低分層，而且打孔切削力會(huì)伴隨著直徑比的減少而擴(kuò)大，伴隨著走刀速率的擴(kuò)大而增大。

   二、復(fù)合材料的切削加工難題

  復(fù)合材料的切削加工難點(diǎn)關(guān)鍵反映在：

  （1）復(fù)合材料固層抗壓強(qiáng)度低，易在切削力的作用下造成分層；

  （2）化學(xué)纖維復(fù)合型抗壓強(qiáng)度高，勻稱(chēng)性較弱，難切削；

  （3）精密度規(guī)定高，無(wú)法容忍加工全過(guò)程中的一點(diǎn)點(diǎn)出現(xiàn)異常誤差；

  （4）預(yù)加工增加值高，不允許廢料的造成。

   三、復(fù)合材料的切削加工刀具材料挑選

  有效挑選刀具材料，是加工復(fù)合材料的主要標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)復(fù)合材料的加工特性，規(guī)定刀具原材料和刀具幾何圖形主要參數(shù)相對(duì)性有效，既要耐磨損、銳利，又要排熱標(biāo)準(zhǔn)好，才可以合理地?cái)嚅_(kāi)化學(xué)纖維，做到有效的刀具使用壽命。

   1.高效率切削加工復(fù)合材料的刀具材料——PCD和CVD金鋼石刀具

  金剛石的強(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_(kāi)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。

   2.PCD型號(hào)CDW010的性能

  如下圖3所顯示，PCD的耐腐蝕性和抗崩刃性能非常大水平上在于其粒度分布的尺寸。在其中CDW025的粒度分布最粗，CDW302為2μm和25微米的混和粒度分布，她們的的耐磨損性能最好是，CDW850的粒度分布最少，耐磨性能和抗崩刃性能都很好；CDW010為適中粒度分布，耐磨性能和抗崩刃性能配對(duì)均衡，性能出色，加工復(fù)合材料時(shí)通常選用CDW010材料。

  圖3 PCD型號(hào)的性能

  圖4為華菱超硬6種不可以粒度分布的PCD——CDW850/CDW002/CDW005/CDW010/CDW025/CDW302的性能特性以及外部經(jīng)濟(jì)構(gòu)造。

  圖4 PCD型號(hào)的性能特性

  3.復(fù)合材料典型性運(yùn)用之風(fēng)電葉片刀具計(jì)劃方案

  選用玻纖提高復(fù)合材料的風(fēng)電葉片，無(wú)論從性能層面、或是耐磨性能、耐熱性、抗腐蝕層面都比傳統(tǒng)式的鋁型材、不銹鋼板材、木料這類(lèi)的好許多，備受風(fēng)電企業(yè)的熱烈歡迎。在其中加工玻纖風(fēng)電葉片用金鋼石刀具計(jì)劃方案如下所示：

  （1）葉面根處加工：用金鋼石刀具CDW010材料鏜孔刀頭，常見(jiàn)型號(hào)規(guī)格有：WCMT06T3，WCMT0905

  （2）葉面根處端面銑削：葉面根處被切割后，表層不整平，要用金鋼石銑刀片對(duì)風(fēng)電葉片根處內(nèi)孔開(kāi)展切削加工，常見(jiàn)刀頭型號(hào)規(guī)格：CDW010材料SEHT1204和SPMT16T4。

  （3）風(fēng)電葉片打孔刀具：金鋼石電鍍工藝絞刀

  圖5 風(fēng)電葉片加工刀具計(jì)劃方案