新型铣刀铣削碳纤维复合材料毛刺抑制机理

杨小璠　黄宗明　李友生　李凌祥　沈志煌

摘要：针对碳纤维复合材料铣削时易产生毛刺等加工缺陷的问题，分析了新型铣刀抑制毛刺产生的切削机理。选用未涂层的普通立铣刀、交错刃立铣刀、菱齿型立铣刀以及金刚石涂层的菱齿型立铣刀，在相同切削条件下对碳纤维复合材料进行侧铣试验。通过对加工表面质量、刀具磨损以及刀具寿命的对比分析得出：交错刃立铣刀和菱齿型立铣刀能有效抑制工件表面毛刺的产生；由于菱齿型立铣刀参与切削的刃数比交错刃立铣刀多，抑制铣削毛刺产生的能力最好；金刚石涂层菱齿型立铣刀的使用寿命最长，其后刀面磨损缓慢，适合碳纤维复合材料的铣削加工。

关键词：

碳纤维复合材料；交错刃立铣刀；菱齿型立铣刀；加工表面质量；刀具磨损

DOI：1015938/jjhust201805006

中图分类号： TG501

文献标志码： A

文章编号： 1007-2683（2018）05-0030-05

The Mechanism of Burr Inhibition for Milling CFRP with New Type of Milling Tools

YANG Xiaofan1，HUANG Zongming2，LI Yousheng2，LI Lingxiang2，SHEN Zhihuang1

（1.School of Mechanical and Energy Engineering，Jimei University，Xiamen 361021，China；

2.Xiamen Golden Egret Special Alloy Co， Ltd， Xiamen 361006， China）

Abstract：Concerning the machining defects such as burrs while milling Carbon Fiberreinforced Plastics（CFRP） with ordinary cutters，the cutting mechanism of the newtype end mills for suppressing the burrs generation in milling CFRP was analyzed Uncoated ordinary end mill， crossflute router， finecrossnick router and diamond coated finecrossnick router are selected to process the CFRP under the same cutting conditions The comparative analysis results of the surface quality， tool wear and tool life show that the crossflute router and finecrossnick router can effectively suppress the burrs occurrence of the workpiece surface The number of cutting edges the finecrossnick router involved are more than the crossflute router， so its ability of suppressing burrs is best And the effect of suppressing burrs of righthand end mill is worst The diamond coated finecrossnick router has the longest tool life and is most suitable for milling CFRP

Keywords：carbon fiberreinforced plastics（CFRP）；crossflute router；finecrossnick router；machining surface quality；tool wear

0引言

碳纖维复合材料（CFRP）具有轻质、高强度、高刚度、抗疲劳、耐热和耐腐蚀等优异特性，在航空航天、汽车、体育用品等领域得到了广泛应用，成为高性能复合材料的代表[1]。由于CFRP具有非均质及各向异性的特点，层间剪切强度低而碳纤维硬度高，在铣削过程中容易产生毛刺、纤维撕裂、分层等加工缺陷[2]。随着应用领域对CFRP加工装配要求的不断提高，普通刀型的立铣刀很难满足CFRP优质高效的加工要求，开发新型CFRP专用铣刀成为当前急需解决的问题[3-4]。CVD金刚石涂层具有高硬度、低摩擦系数、可在复杂形状刀具上进行沉积等优点，是制作CFRP专用刀具的理想刀具涂层材料[5-7]。……