复合材料早期的孔加工

　　孔加工，主要指加工铆钉孔，是复合材料加工中不可避免的主要工序。由于固有的硬度和尺寸稳定性，纤维增强塑料无法分解在铆钉孔加工中因中心偏心而产生的错位应力。

　　早期解决方案主要依靠在具有偏置、插补编程功能的数控机床上采用整体硬质合金刀具加工定心孔。这实际上是一个轨道铣削过程，并不是真正的钻削，因为它使用比孔径更小的刀具。相对于钻削来说，采用此工艺路线确实能减少切削热并降低进给抗力。这也使得采用一把刀具来加工不同直径的孔及不规则型腔成为可能，并降低了刀具的库存成本。

变形金刚立铣刀

　　但是刀具磨损仍然是个问题，这促使人们采用一种常见的“变通方案”：编程补偿刀具磨损。这种策略虽然可保证加工尺寸，但不利于被加工表面光洁度和切削热控制。

孔加工的改进

    加工复合材料，以下是一些改善或解决孔加工难题的操作技巧：

　　保持较小的切削力，以最小化被加工材料的分层和切削应力。

　　加工铝制蜂窝结构或泡沫芯材料，采用硬质合金钻头即可。基材硬度越高，增强纤维的含量越多，采用使用金刚石涂层/金刚石刀片切削刃刀具的趋势就越大。

　　如果孔的尺寸允许，采用硬质合金立铣刀加工中心孔或选用带PCD涂层刀尖的变形金刚系列刀具进行插补铣，比采用直柄麻花钻效果更佳。加工浅孔，采用短粗的直柄钻头。加工较深的孔，需要为各种切屑考虑可靠的排屑方式。如果可能的话，需考虑“啄钻”。

　　速度和进给需要符合层压材料的每层材质要求。准备好为每一层的加工而改变钻削参数。

　　刀具几何结构参数的选择应该基于层压材料中的底层材料。如果底层为塑料，使用带锥角的锥形钻头。如果底层为铝或钛，使用带锋利切削刃的高剪切力钻头使得退刀更干净，余留更少的毛刺。锥形钻头只会粘结更多的铝屑。

　　当加工较厚的复合材料时，需要提防热量积聚以及切屑阻塞。选择更窄的刃带、更宽的排屑槽和较大螺旋角的钻头，以在工件过热前完成钻孔。
 
加工含钛复合材料中的注意事项

　　当层压材料中含有钛时，上述推荐的经验做法都变得不可取。为了避免加工硬化和过热，并控制切屑，最好选择小前角、小后角的刀具，采用低主轴转速。

　　总之，在刀具的选择上做好充分考虑，包括金属层与塑料层的相对厚度和位置分布。这是一个平衡问题。金属层多的层压材料适合采用带内冷却功能的硬质合金刀具。如果以碳纤维复合材料为主，则选用PCD硬质合金刀具更合适。

　　要确定工艺能保证钛切屑被破碎至很小，并容易排出。您一定不想冒钛切屑堵塞复合材料孔的风险。同样，最有效的补救措施是采纳更低的切削速度，采用啄钻方式加工。