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先进复合材料加工用切削工具 全球数控刀具网

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一般报道各公司涂层性能大致相当于PCD 性能,但据MAPAL 公司报道,他们的特殊金刚石涂层硬度比PCD 高60%,所有使用PCD 的刀具都可以用金刚石涂层来代替,有的情况下,寿命甚至比PCD 高两倍,可以完美地加工CFRP、GFRP、高硅铝合金等。



1、MAPAL 钻削工具



MAPAL 加工复合材料的钻削工具主要有四大类:MEGADRILL-COMPOSITE-MD 用于加工多向纤维层的CFRP;MEGA-DRILL-COMPOSITE-UD 用于加工单向纤维层的CFRP;TTD-STACK-DRILL(刀头可换式),用于加工CFRP 和金属构成的叠层复合材料;MEGA-STACK-DRILL 也用于加工CFRP和金属构成的多层复合材料。



以上这几类均是在硬质合金钻头的基础上,具有金刚石涂层。其化学稳定性好,切削温度低,耐磨性高,钻头表面很硬,内部还保持硬质合金的韧性,既耐磨又有一定的韧性。



在加工直径较大的孔时,整体硬质合金钻头成本很高。而且也是对自然资源的浪费。因此MAPAL 开发了头部可更换的TTD 钻头,目前*大直径达 40,*大长径比达12×D。刀头通过背面圆周上多个三角形槽等与刀体密切结合定位,再锁紧,故联结刚性高。



2、MAPAL 立铣刀



MAPAL 的各类加工三维型面的立铣刀包括球头、环状圆弧头等立铣刀,其优点是:即使复合材料中含极坚韧的磨料,立铣刀的寿命也很长,加工表面质量好。图1 是MAPAL 提供的几种立铣刀。其中,1 是带PCD 刀片和CVD 金刚石涂层的立铣刀,用于铣削CFRP 和GFRP 零件时寿命很长。2 是精铣CFRP和GFRP 的四刃立铣刀,加工表面质量高。3 是粗铣CFRP 和GFRP 的立铣刀。4 是能高效一次完成粗铣、精铣CFRP 的立铣刀。5 是铣削和侧面修整铣削Kevlar(芳纶纤维的一种)的双刃立铣刀。另外还有一类优化了几何结构,同时具有单向和左右螺旋槽,带锯齿刃的立铣刀,也可用于 CFRP 和GFRP 的侧缘修整、铣槽、铣型腔等。







图1. 各类加工复合材料用立铣刀



3、特殊套料钻、锯片铣刀、面铣刀等



钻CFRP,GFRP 零件较大的孔时,为了降低成本,MAPAL开发了套料钻,如图2 中的1。这种钻头装有两片PCD 刀片,加工质量高且稳定,寿命长,加工后在工件出口不分层。与一般钻头加工相比,不但效率高,质量好,而且因切削量减少,粉尘也大为减少,机床功率也减少 了75%。其上的PCD 刀片的更换也很方便,在风力发电设备的叶片转子组件加工中得到了广泛的应用。



图2 中的2 是刀头可换的TTD 型钻头。它是为了加工GFRP 材料叶片定位件的定位孔而特殊设计的。这是一款性价比高的钻头。图2 之3 是装20 片PCD 刀片的盘铣刀,直径是400毫米,所装刀片数量多,能高效快速地加工除去转子叶片根部的突出树脂,其刀体两侧表面经过抛光可减少加工时的热量。



还有一个优点是不像一般金刚石锯,加工表面会产生锯痕。图2之4 是装金刚石刀片的面铣刀,可以精加工上述盘铣刀切除突出树脂后的轮毂联结表面,达到要求的平面度。







图2. 加工复合材料的套料钻,刀头可换钻,盘铣刀,面铣刀

 
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