Tipos de materiais compostos para centros de usinagem
Os materiais compósitos podem ser divididos em materiais compósitos de metal com metal, materiais compósitos de não metal com metal e materiais compósitos de não metal com não metal de acordo com sua composição. De acordo com suas características estruturais, pode ser dividido em:
1. Compósitos de fibra. Todos os tipos de reforços de fibra são compostos no material da matriz. Tais como plástico reforçado com fibra, metal reforçado com fibra, etc.
2. Compósitos sanduíche. É composto de materiais de superfície e materiais de núcleo com diferentes propriedades. Geralmente, o material da superfície é de alta resistência e fino; O material do núcleo é leve e de baixa resistência, mas possui certa rigidez e espessura. É dividido em intercalar sólido e intercalar de favo de mel.
3. Compósitos de grão fino. As partículas duras são distribuídas uniformemente na matriz, como liga reforçada por dispersão, cermet, etc.
4. Compósitos híbridos. É composto por dois ou mais materiais de reforço misturados em um material de matriz. A resistência ao impacto, a resistência à fadiga e a tenacidade à fratura do compósito são significativamente melhoradas em comparação com os compósitos de fase única reforçados comuns, e possui propriedades especiais de expansão térmica. É dividido em híbrido intracamada, híbrido intercamada, híbrido sanduíche, híbrido intracamada/intercamada e compósitos super híbridos.
Alguns problemas que devem ser observados na usinagem de precisão de materiais compósitos
1. A resistência interlaminar do compósito de fibra de carbono é baixa e é fácil delaminar sob a ação da força de corte. Portanto, a força axial deve ser reduzida ao perfurar ou aparar. A furação requer alta velocidade de rotação e pequeno avanço. A velocidade de rotação do centro de usinagem é geralmente 3000-6000r/min, e a taxa de avanço chega a 0.01-0.04mm/r. A broca deve ter três pontas afiadas ou duas pontas afiadas. A lâmina afiada pode cortar primeiro a camada de fibra de carbono, e as duas bordas desempenham um papel no reparo da parede do orifício. A broca incrustada com diamante tem boa nitidez e resistência ao desgaste. A perfuração de material compósito e camada intermediária de liga de titânio é um problema difícil. Geralmente, uma broca de metal duro integral é usada para perfurar de acordo com os parâmetros de corte da liga de titânio. Perfure do lado da liga de titânio até que a perfuração seja concluída. Lubrificante é adicionado durante a perfuração para aliviar a queima do material compósito. A Boeing Company desenvolveu brocas de combinação de PCD especialmente para perfurar camadas intermediárias.
2. O efeito de corte dos três novos tipos de fresas especiais para usinagem de compostos de metal duro integral é melhor. Todos eles têm algumas características comuns: alta rigidez, pequeno ângulo de hélice, até mesmo 0 graus . A lâmina espinha de peixe especialmente projetada pode efetivamente reduzir a força de corte axial do centro de usinagem e reduzir a delaminação. Sua eficiência de usinagem e efeito são muito bons.
3. Os chips compostos são pulverulentos, o que é prejudicial à saúde humana. Aspiradores de alta potência devem ser usados para coleta de poeira. O resfriamento a água também pode efetivamente reduzir a poluição por poeira.
4. Os componentes de usinagem de compósitos de fibra de carbono são geralmente grandes em tamanho, complexos em forma e estrutura, de alta dureza e resistência e são materiais difíceis de usinar. No processo de corte, a força de corte é grande, o calor de corte não é fácil de passar, a resina será queimada ou amolecida quando for grave e o desgaste da ferramenta for grave. Portanto, a ferramenta é a chave para o processamento de fibra de carbono e seu mecanismo de corte está mais próximo da retificação do que da fresagem. Portanto, a velocidade da linha de corte do centro de usinagem é geralmente maior que 500m/min, e a estratégia de pequeno avanço de alta velocidade é adotada. As ferramentas de corte são geralmente fresa serrilhada de carboneto sólido, rebolo de grão de diamante galvanizado, fresa incrustada de diamante e lâmina de serra de grão de diamante à base de cobre.