數控機床

      當提到加工複（fù）合材料時，已沒有什麽（me）秘密可言，必須針對具體材料、具體應用，采取具體方法。因此，人們不（bú）斷在實踐中探索前（qián）進，尋找（zhǎo）具體的加工方法。無論是碳纖維增強（qiáng）塑料(CFRP)，還是CFRP金屬疊層材料（例如鋁和/或鈦）加工；無論是自動進給設備，或是數控固定床身的機床，山特維克可樂滿通過攜手Precorp可以 提供（gòng）領先的複合材（cái）料加工刀具解決方案，幫助客戶（hù）最大限度的改善加工性能，提高加工質量。

      近年來，複合材料鑽（zuàn）削刀具中，討論（lùn）得最多的刀具創新是（shì）PCD直接壓製燒結技術。為理解這種概念，首先需要了解PCD及其以（yǐ）前的局限性。通常來說，在硬質合金（jīn）層上附上扁片狀的PCD，在製作切削刀具時，將PCD用銅（tóng）焊的方式焊接在刀具刀體上。

      這種方法（fǎ）有兩大缺點：1. 刀具槽型加工受限，因為是（shì）采用平片製作；2. 將平片（piàn）焊接在刀具（jù）的銅焊接頭上距切削刃很近。如果溫度接近（jìn）銅焊的熔點，那麽加工（gōng）中產生熱量，會使焊接（jiē）接頭失效（xiào）。

戰略定位

      為了克服這些缺點，並充分利用PCD的（de）優勢，山特維克（kè）可樂滿和Precorp潛心（xīn）研究，采（cǎi）用PCD材料的直接壓製燒結（jié）技術，從（cóng）戰略上專注製造PCD刀具毛坯。製作這類刀坯時，將金剛石粉裝入硬質合金刀具刀體上開的槽內，在高溫/高壓下將金剛石與硬質合金燒（shāo）結成為一體，燒結好的刀具毛（máo）坯用銅焊的（de）方式焊接在刀柄上（shàng）。最終按照（zhào）刀具刃形（xíng）的設（shè）計要求，進行（háng）精密的刀具（jù）刃形加工。

      對於加工車（chē）間來說，這是一個好消息，因為燒結（jié）PCD的特性（xìng），可（kě）以使得在刀具加（jiā）工時準確的定位PCD刀刃。此外，還（hái）可精確（què）地製成（chéng）螺旋（xuán）式（shì）切削刃（rèn）或其他複雜刃（rèn）型，這是在使用焊接PCD平片時無法（fǎ）做到的。燒結PCD技術為山特維克（kè）可（kě）樂滿提供了（le）設計優化切削刃型的保證，這種優化的刃形既可適應欠剛性設置，還可適應精密的穩定大批量加工。采用（yòng）PCD直接壓製燒結技（jì）術，還能解決上述銅焊接頭失效的難（nán）題。誠然，直接壓製燒結刀具仍然有銅焊接頭——這僅僅位於刀柄偏上方的位置，離（lí）切削（xuē）部位較遠，不受發熱的（de）影響。

特殊刀（dāo）具刃型

      通常來說，PCD直接壓製燒結（jié）刀具具（jù）有鋒利的切削（xuē）刃型，即使（shǐ）在加（jiā）工耐磨料磨損性最大的複合材料時，也能保持鋒利的刃口。這種技術甚至還可進一步加強，例如強化刀具的圓角部分，以提高切削速度，而不影響表麵質量或（huò）尺寸公（gōng）差。

      對於加工複合材料和金屬疊層材料，PCD直接壓製燒結刀（dāo）具（jù）可以采用微磨技術，以便加工高應力集（jí）中部位，還有助於保持鋒利度，延長刀具使用壽命。刀具鋒利的刃口切削合成纖維時，需要的推力小，可將加工缺陷（例如分層、基材熔融（róng）/軟化、纖維拉出及表麵燒焦）減至最低。

核心（xīn）驅動力

      複合材（cái）料和零件加工工藝中，孔加工繼續（xù）占據主導地（dì）位。例如，航空工業中，在準備安裝複合材料機（jī）架和零件的緊固件時，需要花（huā）費大量的時間（jiān）。即使采用（yòng）最新的降低了（le）裝配要求的（de）統一結構，從加工效率和成本的角度看，鑽削（xuē）仍然是主導因素。

      山特維克（kè）可樂滿的PCD鑽頭，采用直（zhí）接壓製燒（shāo）結技（jì）術，切（qiē）削（xuē）刃可製成各種槽型，將進出孔位置的分層傾向減至最低，但應用方法仍然是刀具選型的一（yī）個主要因素。例如（rú），使用自（zì）動進（jìn）給設備時，PCD直接壓製燒結鑽頭（例如85或（huò）86 PT 係列CD10），采用PCD刃形保護（hù）設計，增加了加工過程的穩定性。此時，在切削刀（dāo）具PCD刃口部分加了保護層，縮短了PCD外露部分的總長度。這樣可防止（zhǐ）切削刃崩裂，從而延長（zhǎng）刀具的使用壽命。這些鑽頭還可采（cǎi）用內冷方式，這種方式特別推薦（jiàn）用於加工（gōng）鋁合金和/或鈦合金堆疊的複合材料。

數控機床

      在固定床身數控機床上進行CFRP零件的孔加工時，我們已經對另一款CD10 PCD直接壓製燒結鑽頭、 CoroDrill® 859V進行了優（yōu）化，可用於單向帶（dài）材料例（lì）如（rú）M21E，及環氧和BMI（馬來酰亞胺）樹脂。這款鑽頭（tóu）具有鋒利的雙角（jiǎo）度刃型，可減少分層現象，在有覆層的CFRP（例如玻璃纖維和銅）上鑽削時，性能也很優異。

      在（zài）固定床身數控機床上進行CFRP/金屬堆疊材料的孔加工時（shí），需（xū）要（yào）采用CD10 PCD直接壓製燒（shāo）結鑽頭，例如86A和86B係列。前者有一個118°的定心點，用於加（jiā）工CFRP/鋁合金堆疊材（cái）料，而後者有一個135°的定心點，用於加工CFRP/鈦（tài）合金堆疊材料，兩種設計都可減少毛刺和纖維碎裂。

      采用鈦合金堆疊的碳（tàn）化纖維是最難加工的材料組合之一，但是山特維克可樂滿和Precorp齊（qí）心協力，攻堅克難，提高了此類材料（liào）的孔加工效率。為給出CoroDrill直接壓（yā）製燒結PCD性（xìng）能的思路，采用15mm厚的CFRP夾層，10mm的鈦合金薄板，在鑽通孔時，切削速度為大約12 m/min，進給量為0.05 mm/rev。

一次鑽削

      為了在加工CFRP（碳纖維增強塑料）或CFRP/金屬堆（duī）疊材料時縮短停機時（shí）間、改進孔的表麵質量和孔徑誤差，采用優化鑽尖構型的直接壓（yā）製（zhì）燒（shāo）結技術PCD鑽頭和優化加工工藝是至關重要的。盡管人們希（xī）望使用一次性完成鑽孔的刀具以縮短生產時間，但是當要求很高的精度時，鑽孔時需要二次或者三次操作，即預鑽削（xuē）、鑽削（xuē）和鉸削。

      盡管（guǎn）人們一（yī）直認為，要想在複合材料上進行精密鑽孔，通過穩定、可靠、可重複（fù）的一次鑽削工序（xù）完（wán）成是一件難以實現的事情，但是這種觀念即（jí）將得到改變。山特維（wéi）克可樂（lè）滿正在進行大量試驗，旨在對航空零件進行（háng）鑽（zuàn）削時，縮短加工時間，減小刀具使用數量。這些試驗重點考慮單次完成的鑽削工序（xù），采用動力進給（gěi）型機床，鑽通（tōng）鋁/鈦合金堆疊的CFRP（CFRP/Ti/Alu）材（cái）料。首次（cì）試驗結果，讓大型（xíng）航空製造業（yè）看到了（le）希望，鑽孔質量完全能達到期望的需求水平。

      直接壓製燒結PCD技術幫助（zhù）了山特維克可樂滿滿（mǎn）足此類公司的（de）需求，研製出了專用的槽型，以適應不（bú）同材料需要的不同條件。

      但是，PCD直接壓（yā）製燒結刀具並（bìng）非隻用於孔加工，還可用於表麵加工和（hé）邊緣加工工序。典型的實例是，由（yóu）複合材料製（zhì）成的飛機垂直尾翼，這種材（cái）料的（de）邊（biān）緣加工難度（dù）相當大（dà）。但是（shì），采用PCD直接壓製燒結技（jì）術的CoroMill® Plura立銑刀最適合這種加工，從而減少纖維碎裂現（xiàn）象，增加金屬去除率。

      從複合材料加工能力和（hé）降低成本的角度分析，PCD直接壓製燒結技術無疑都是最（zuì）大（dà）的技術驅動力（lì），對於各種應用，都具有巨大（dà）潛力和競爭優勢。