复合材料加工和金属加工如何选刀？

复合材料加工与金属加工机理有着本质的不同，金属加工时被加工材料比切削刀具更软，切削过程中被加工材料沿着剪切面形成连续的塑形变形，从而形成连续的，锯齿状的断续的切屑变形。而复合材料加工，本身为一系列脆性破坏过程，切削刃的撞击使得坚硬的纤维粉碎，形成粉末状或者毛刷状的碎屑。

　　由于复合材料的高耐磨性，刀具通常采用金刚石涂层或者PCD(聚晶金刚石)刀具切削。同时，复合材料加工过程中，需要锋利的切削刃，将纤维切除。金刚石涂层可以显着提高刀具寿命，但是金刚石涂层在涂层前需要刃口处理，方便涂层附着，同时金刚石涂层本身有一定厚度，所以会造成金刚石涂层刀具较不锋利，通常刃口圆角约为20um。PCD刀具直接刃磨而成刃口，所以可以比较锋利，通常刃口圆角约为10um。

　　两种刀具的选择通常根据客户生产规模来定，如果是小批量，多品种产品加工，可以采用金刚石涂层刀具;如果是大批量定型产品，追求效率，可以采用PCD刀具。加工常见碳纤维复合材料，金刚石涂层刀具铣削线速度约为200-400m/min，而PCD刀具铣削线速度可以达到400-800m/min。

　　复合材料广泛应用于航空航天，能源(风电叶片)，汽车，运动器材，医疗，游艇等行业，主要目的为材料的高强度和低密度。如常见的碳纤维，强度接近高强度钢，而密度为2.4g/cm3，比铝合金密度还低;芳纶材料密度更低至1.3-1.4g/cm3。山高刀具提供完整的加工复合材料铣刀和钻头，分为两个系列，金刚石涂层和PCD铣刀，全部为标准产品推向市场。

金刚石涂层铣刀工分为5种：

　　小螺旋角铣刀：减小轴向切削力，减少毛刺，可以应用于所有塑料基复合材料，并可以很好加工高含硅铝合金；

　　小螺旋角球头铣刀：主要用于加工材料成形，如航空起落架型面加工；

　　左旋右旋铣刀：将材料至于螺旋角交叉处，完全抵消加工过程中的轴向切削力，从而实现好的加工表面质量，主要用于军工行业；

　　菠萝铣刀：采用更多的左旋齿，将材料下压，提供工装刚性，获得较好表面质量，主要用于加工碳纤维复合材料；

　　蜂窝材料专用铣刀：锯齿状切削刃设计，锋利刃口，轻快切除，防止压倒蜂窝，主要用于加工，纸蜂窝板，铝蜂窝板和钛合金蜂窝板。

PCD铣刀分为3种：

　　0度刃倾角PCD铣刀：适用于绝大多少应用的各种复合材料(包括塑料基复合材料，金属基复合材料和陶瓷基复合材料)；

　　正3度刃倾角PCD铣刀：加工过程中将材料下压，从而得到好的上表面表面质量；

　　负3度刃倾角PCD铣刀：加工过程中将材料上推，从而得到好的上表面表面质量。

金刚石涂层钻头分为2种：

　　C1钻尖设计：由两个顶点角形成，减小轴向切削力，防止分层，用于加工出口为复合材料的材料；

　　C2钻尖设计：由180度平面顶点角和小钻尖形成，较好的断屑和排屑设计，保障孔的质量。适用于加工出口为金属材料的叠加复合材料，如碳纤维+铝合金等材料。