複合材料顧名思義是由兩種以上的材質所組合而成，一般來講，是由基材(matrix)及補強材(reinforcements)所構成。
基材是材料組成裏連續的材質，而補強材則為其中不連續的材質。複合材料種類繁多，應用最多的是纖維增強複合材料也叫做纖維增強塑膠(FRP)。高分子一般分為熱塑性塑膠(thermoplastic)及熱固性塑膠(thermoset)兩大類，纖維則有不同的材料及形式，常用的有玻璃纖維、碳纖維、Kevlar纖維、硼纖維…。
纖維增強複合材料特點:
- 具有高的比強度和比剛度
- 抗疲憊性能好
- 減振性能好
- 斷裂安全性好
纖維增強複合材料切削特點:
- 切削溫度高，刀具耐用度低
- 加工精度和表面粗糙度不易控制
- 易產生高溫變質和軟化
- 使用切削液要慎重-複合材料吸進切削液而影響材料的使用性能
纖維增強複合材料切削方法:
- 鋸切
- 玻璃纖維增強熱固性基體層壓板，採用手鋸或圓鋸切割。這時要注意克服材料的低熱導性和因振動造成的分層。
- 排除切削產生的熱量可加冷卻劑。
- 鑽孔和仿形銑
- 大多數熱固性複合材料層合板經鑽孔和仿形銑後會產生收縮，因此精加工時要考慮一定的餘量。
- 鑽孔時最好用墊板墊好，以免邊緣分層和外層撕裂。
- 鑽頭必須保持鋒利，必須採用快速除去鑽屑和使工件溫升最小的工藝。
- 熱塑性複合材料鑽孔時，更要避免過熱和鑽屑的堆積。
- 銑削、切割、車削和磨削
- 刀具要鋒利、切削速度要適當、要供給充足冷風及冷卻液或潤滑劑和進給速度要快。
- 其他切削方法
- 沖孔和剪切在標準金屬加工設備上進行，必須注意工作溫度，必要時可適當對材料預熱。
- 雷射光束加工的特點是切縫小、速度快、能大量節省原材料和可以加工形狀複雜的工件。
- 高壓水切割的特點是切口品質高、結構完整性好、速度快，特別適宜金屬基複合材料的切割。
- 電弧加工的優點是切口品質高、不會產生微裂紋，唯一不足是工具磨損太快。
- 超聲波加工的特點是加工精度高，適宜在硬而脆的材料上打孔和開槽。
- 電子束加工屬微量切削加工，其特點是加工精度極高，沒有熱影響區，適宜在大多數複合材料上打孔、切割和開槽，缺點是會產生裂紋和介面脫粘開裂。
- 電化學加工的優點是不會損傷工件，適宜於大多數具有均勻導電性複合材料(前提是不吸濕)的開槽、鑽孔、切削和複雜孔腔的加工。
纖維增強複合材料切削原則:
- 選擇刀具材料：
因 鑽石(金剛石)刀具的硬度很高，且切削刃能夠磨得很鋒利，有利於切斷纖維，故切削效果最好刀具材料的選擇上，最好用PCD金剛石，其次為PCBN要選擇耐磨和導熱係數高的刀具材料。高速鋼刀具，最好選用氮化鈦塗層的高速鋼。硬質合金(鎢鋼)刀具一般選用導熱係數高的YG類硬質合金或塗層硬質合金。
- 選擇刀具幾何參數：
切削FRP複合材料，對刀具前角的要求刀具刃口具有一定強度，散熱條件要好，刀刃鋒利，後角要大一些。一般情況下，γO=-5o～10o,αO=10o～12o， 刀尖圓弧盡可能大一些，以改善散熱條件。鑽孔時，盡可能選用硬質合金鑽頭，並修磨鑽心處螺旋溝槽表面，以增大該處前角，縮短橫刃長度為原來長度的 1/2～1/4，以減小軸向力，並降低鑽尖高度，在副後面3～5mm向後磨副後角3o～5o，以減小與孔壁的摩擦。
- 選擇切削用量：
用高速鋼刀具切削FRP複合材料的切削速度為10～15m/min；硬質合金刀具的切削速度為40～80m/min；人造聚晶金剛石(PCD)複合片刀具的切削速度為80～120m/min。進給量為0.2～0.5mm/r，在切進和切出時，為了防止分層、崩邊，這時的進給量應小一些或用刀在兩端倒 45o角及選用主偏角小於60o的刀具。
- FRP的切斷：
在一般的情況下，採用薄金剛石(鑽石)鋸片進行切割。也可採用超高壓水，壓力為400MPa，由口徑小於φ1mm的噴嘴噴出，以2～3倍音速的超高速衝擊被加工表面，進行切割加工。
- 切削時應留意的題目：
為了避免銑削時工件切離處掉渣，應採用順銑，並在即將銑完時採用手動進給。為了防止撕裂和分層，在切出時採用塑膠或金屬板支承，予以防護。
資料來源: 中國百科網
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