碳纖維復(fù)合材料加工難點及銑削加工電主軸應(yīng)用方案

碳纖維是由有機(jī)纖維經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料，是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，碳纖維及其復(fù)合材料的已在軍事及民用工業(yè)的各個領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用，如航天、航空、汽車、電子、機(jī)械、化工等。因此，碳纖維被認(rèn)為是高科技領(lǐng)域中新型工業(yè)材料的典型代表。

碳纖維復(fù)合材料特點

高強(qiáng)度(鋼鐵的5倍)

優(yōu)異的耐溫性(能夠耐受性3000℃左右的高溫)

優(yōu)異的抗熱震性

低線膨脹系數(shù)(形變量小)

熱導(dǎo)率小(環(huán)保節(jié)能)

比重小(鋼的1/5 )

出色的耐腐蝕與輻射源特性

碳纖維復(fù)合材料為什么難加工？

碳纖維復(fù)合材料是一種較難切削加工的材料，它的密度遠(yuǎn)小于金屬，而強(qiáng)度大于絕大部分金屬，因為 CFRP的不均勻性，在加工過程中往往會出現(xiàn)纖維拉出或基質(zhì)纖維的脫離。

碳纖維復(fù)合材料導(dǎo)熱性較差，所以在切削過程禁止使用冷卻液，致使產(chǎn)生的切削熱不能快速散出，從而將熱量傳到切削刀具上，加劇了切削設(shè)備的磨損，使其使用壽命大打折扣，同時使工件的表面熱量更加劇，影響復(fù)合材料表面成型，降低了復(fù)合材料使用中的性能。

碳纖維材料銑邊加工

炭纖維材料在銑削加工時，端銑刀和CFRP之間要進(jìn)行復(fù)雜的相互作用，容易造成 CFRP工件存在沒切斷的纖維紗線以及分層現(xiàn)象。為減少和避免類似缺陷產(chǎn)生，需要在加工前期，科學(xué)預(yù)測切削力和軸分層和未切斷的纖維紗線毛邊的現(xiàn)象時有發(fā)生的大小，合理選擇刀具，控制加工工藝參數(shù)設(shè)置，將有效減少了毛刺毛邊的產(chǎn)生。

碳纖維材料銑邊加工主要的工藝參數(shù)，如纖維取向、軸向和切向進(jìn)給速度、切削速度等，都會對工件表面粗糙度產(chǎn)生顯著影響。在高速銑削加工中，銑削力隨轉(zhuǎn)速的提高而降低，隨軸向切深、徑向切深和進(jìn)給速度增大而增大。隨著銑削速度的提高，銑削溫度隨之升高，導(dǎo)致摩擦系數(shù)降低，變形系數(shù)減小，故單位面積切削力會減小，所以切削力有減小的趨勢。而進(jìn)給量增大，銑削時每齒切入工件的切削厚度增大，單位時間銑削的體積增加，銑削力隨之增加，因此，銑削碳纖維復(fù)合材料時，為了減小銑削力，應(yīng)采用高轉(zhuǎn)速、小切深多次走到的方式進(jìn)行切削加工。

4036 DC-T-ER11高速電主軸

4036 DC-T-ER11是一款適用于碳纖維材料銑邊加工的德國原裝進(jìn)口高速電主軸，采用徑向+軸向柔性系統(tǒng)，與工件接觸壓力可以氣動調(diào)節(jié)，360°保持壓力一致。并且主軸兼具大扭矩、高轉(zhuǎn)速、高精度、體積小、重量輕、密封氣冷卻等特點，其轉(zhuǎn)速最高可達(dá)60,000 min-1，最大扭矩27Ncm，最大功率850W，使得在碳纖維材料銑邊中減少毛刺的產(chǎn)生，獲得更好的表面質(zhì)量。