Types de matériaux composites pour centres d'usinage
Les matériaux composites peuvent être divisés en matériaux composites métal sur métal, matériaux composites non métal sur métal et matériaux composites non métal sur non métal en fonction de leur composition. Selon ses caractéristiques structurelles, il peut être divisé en:
1. Composites de fibres. Toutes sortes de renforts en fibres sont incorporés dans le matériau de la matrice. Tels que le plastique renforcé de fibres, le métal renforcé de fibres, etc.
2. Composites sandwichs. Il est composé de matériaux de surface et de matériaux de base aux propriétés différentes. Généralement, le matériau de surface est de haute résistance et mince ; Le matériau du noyau est léger et peu résistant, mais il présente une certaine rigidité et épaisseur. Il est divisé en couche intermédiaire solide et couche intermédiaire en nid d'abeille.
3. Composites à grains fins. Les particules dures sont uniformément réparties dans la matrice, telles que l'alliage renforcé par dispersion, le cermet, etc.
4. Composites hybrides. Il est composé de deux ou plusieurs matériaux de renforcement mélangés dans un matériau de matrice. La résistance aux chocs, la résistance à la fatigue et la ténacité à la rupture du composite sont considérablement améliorées par rapport à celles des composites renforcés à une seule phase ordinaires, et il possède des propriétés de dilatation thermique spéciales. Il est divisé en composites hybrides intracouches, hybrides intercouches, hybrides sandwich, hybrides intracouche/intercouche et super hybrides.
Quelques problèmes auxquels il faut prêter attention dans l'usinage de précision des matériaux composites
1. La résistance interlaminaire du composite en fibre de carbone est faible et il est facile de se délaminer sous l'action de la force de coupe. Par conséquent, la force axiale doit être réduite lors du perçage ou de la coupe. Le perçage nécessite une vitesse de rotation élevée et une petite avance. La vitesse de rotation du centre d'usinage est généralement de 3000-6000r/min, et la vitesse d'avance atteint 0.01-0.04mm/r. Le foret doit être à trois tranchants à deux tranchants ou à deux tranchants à deux tranchants. La lame tranchante peut d'abord couper la couche de fibre de carbone et les deux bords jouent un rôle dans la réparation de la paroi du trou. Le foret incrusté de diamants a une bonne netteté et une bonne résistance à l'usure. Le perçage de l'intercalaire en matériau composite et alliage de titane est un problème délicat. Généralement, un foret en carbure cémenté intégral est utilisé pour percer selon les paramètres de coupe de l'alliage de titane. Percer du côté de l'alliage de titane jusqu'à ce que le perçage soit terminé. Un lubrifiant est ajouté pendant le forage pour atténuer la brûlure du matériau composite. Boeing Company a spécialement développé des forets combinés PCD pour le perçage des intercalaires.
2. L'effet de coupe des trois nouveaux types de fraises spéciales pour l'usinage des composites en carbure cémenté intégral est meilleur. Ils ont tous des caractéristiques communes : une rigidité élevée, un petit angle d'hélice, voire 0 degré. La lame à chevrons spécialement conçue peut réduire efficacement la force de coupe axiale du centre d'usinage et réduire le délaminage. Leur efficacité et effet d'usinage sont très bons.
3. Les copeaux composites sont poudreux, ce qui est nocif pour la santé humaine. Des aspirateurs à haute puissance doivent être utilisés pour le dépoussiérage. Le refroidissement par eau peut également réduire efficacement la pollution par la poussière.
4. Les composants d'usinage composites en fibre de carbone sont généralement de grande taille, de forme et de structure complexes, de dureté et de résistance élevées et sont des matériaux difficiles à usiner. Dans le processus de coupe, la force de coupe est importante, la chaleur de coupe n'est pas facile à évacuer, la résine sera brûlée ou ramollie lorsqu'elle est grave et l'usure de l'outil est grave. Par conséquent, l'outil est la clé du traitement de la fibre de carbone et son mécanisme de coupe est plus proche du meulage que du fraisage. Par conséquent, la vitesse de la ligne de coupe du centre d'usinage est généralement supérieure à 500 m/min, et la stratégie de petite avance à grande vitesse est adoptée. Les outils de coupe sont généralement une fraise moletée en carbure monobloc, une meule à grain de diamant électrolytique, une fraise à incrustation de diamant et une lame de scie à grain de diamant à base de cuivre.