柔性夾具再加工中有什麼作用

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碳纖維、芳綸纖維、蜂窩芯等複合材料具有重量輕，耐高溫，破損安全性高，機械強度、邊緣強度好，耐化學腐蝕等特性，今天正被廣泛地應用到許多領域，如航空、航天、能源、建築、船舶等。尤其是在飛機制造業，複合材料應用的多少已經成為先程序度的重要標誌之一。複合材料的加工需要使用精準的數控加工裝置以及合適的刀具來完成。

加工機床的選用

根據複合材料所具有的效能特點，其切割及鑽孔加工必須選擇主軸轉速在每分鐘8000轉以上的數控機床。在吸附方式的選擇上，平板類零件一般選用真空平臺吸附，而曲面類零件一般採用帶真空吸附。至於冷卻方式，大部分複合材料宜採用風冷冷卻，只有碳纖維零件可採用水冷方式。

真空吸盤式柔性夾具系統就是一種專門針對複合材料部件加工發展起來的配套裝夾系統，這一系統可在三維空間內將彎曲的工件按照預先設計的程式固定好，由在工作區域內的真空吸盤固定。其通用支撐夾具可在2分鐘內自動重新配置，從針對一種工件的配置轉換成適應另外一種形狀工件的配置，具有相當高的柔性。真空吸盤式柔性夾具系統非常適合玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、Nomex蜂窩芯、鋁蜂窩芯等複合材料壁板零件的外形和孔加工。已被國外航空企業廣泛使用，國內哈飛、西飛、成飛等廠家也已經引進。

加工刀具的選用

眾所周知，金屬工件加工時傳熱快，切削屑和冷卻液也可以帶走大量熱量。而複合材料導熱慢、難以成屑的特點容易導致加工部位熱量積累，造成刀具的磨損。另外，這類材料還容易產生分層、起毛、拉絲等情況，表面精度不容易得到滿足。這就讓選擇合適的刀具變得非常必要。複合材料的加工刀具一定要特別鋒利、耐磨，保證加工中少換刀，而且針對不同種類的符合材料，也要選擇不同型別的刀具。

碳纖維材料

碳纖維零件分為兩種，分別是碳帶和碳布，前者在加工中更容易出現分層現象。碳纖維零件屬於多層結構，這種結構在厚度和水平方向力學效能有很大差異遠，因此加工時，出刀部位非常容易產生分層和起毛的現象，在鑽孔時，鑽頭應採用三尖兩刃或兩尖兩刃形式，鋒利的三尖可先將碳纖維層劃斷，兩刃對孔壁起到修補的作用，所以使用這種刀具效果很好。還有一種鑲金剛石鑽頭，以其鋒利和耐磨取勝，鑽孔質量也相當不錯，但價格比較昂貴。

在進行邊緣切割時，也需要解決起毛和分層的問題，一般要使用刀具的刃部進行切割。滾花結構形式的銑刀，由於有好多鋒利的小切削刃，有效限制了每一層在厚度方向的運動和撕裂，有效防止起毛和分層。鑲金剛石銑刀以其鋒利的刀刃，在使用高轉速的情況下，迅速切除材料，保證碳絲不被拉出而分層起毛。對小型、薄壁碳纖維零件一般採用整體硬質合金滾花銑刀，而對壁厚在5毫米以上以及大型的碳纖維零件，一般採用鑲金剛石銑刀或帶各種塗層的整體硬質合金滾花銑刀。

芳綸纖維

芳輪纖維目前是複合材料中最難進行機械加工的，選用的刀具不合適，極容易產生邊緣分層、起毛、燒焦等情況。目前看來，美國生產的一種ONSRUD

450521整體硬質合金滾花銑刀比較可靠。這種刀具有多個鋒利的小切削刃，配以適當的加工引數後，利用高速數控機床基本能加工出合格的邊緣。

蜂窩芯零件

跟前兩種材料不同，蜂窩芯零件由於其結構的特殊性，最容易出現的問題不是分層和起毛，而是撕裂、壓塌、芯格變形、外形缺損等缺陷。加工這類材料，HSS Hollow CoreCutters刀具表現比較優異。這種刀具可以垂直切斷蜂窩芯的晶格，產生一個未被壓倒的、整齊的邊緣。蜂窩邊緣經過整齊的切割後，再使用一般切割蜂窩的無齒銑刀，將蜂窩自根部割斷，徹底分離，此刀專用於在蜂窩上加工出深槽，並能高效率地去除大餘量及切割出整齊的蜂窩芯邊緣。還有加工飛機壁板的槽銑刀，這種組合式刀具適用於飛機內飾面板蜂窩夾層的開槽，以便於灌注混合體，加固板的邊緣。刀具帶PCD切割刃，可嵌以金剛石或高速鋼材料，以螺絲固定。

透過以上所述刀具材料的選擇以及加工中應注意的事項，可以很好地完成這些複合材料零件的數控加工。但複合材料的範圍很廣泛，各種材料由於其結構和效能不同，其加工所使用的刀具及其結構、所使用的引數各不相同，在好多方面我們還應努力研究與摸索，製造出更好的複合材料零件。