高效刀具在树脂基玻璃纤维复合材料切削中的应用

　　摘要：针对树脂基玻璃纤维复合材料的特点，通过采用不同刀具的切削对比试验，选择出适合切削树脂基玻璃纤维复合材料的刀具，确定了切削工艺参数，稳定了切削工艺，提高了生产效率及被切削件的质量。

　　以树脂为基体的玻璃纤维复合材料具有比强度和比刚度高、良好的抗疲劳性、独特的可设计性等优良特性，已被广泛应用于航空航天、国防军工及民用等诸多领域。

　　  1、树脂基玻璃纤维复合材料的切削特性

　　树脂基玻璃纤维复合材料由硬的玻璃纤维和软的树脂基体组成，缠绕成形的树脂基玻璃纤维复合材料，其玻璃纤维的含量达80%左右，这种材料的强度和硬度都大于45#钢和40Cr钢，而密度只有大约2.2g/cm  。

　　在树脂基玻璃纤维复合材料的切削过程中，影响刀具寿命的因素同金属材料切削一样，主要有切削热、摩擦和刃口的切削压力，而树脂基玻璃纤维复合材料中硬的质点玻璃纤维，类似于砂轮中的磨料，对刀具进行研磨，使刀具磨损加快，切削条件恶化。

　　图1:金属切削时热量分布情况

　　树脂基玻璃纤维复合材料的切削加工性比金属材料差，在金属材料的切削过程中所产生的切削热80％左右随切屑排走，10％左右传给切削工件，只有10％左右传给刀具本身(见图1)。而在树脂基玻璃纤维复合材料切削加工中，玻璃纤维复合材料硬度高且是热的不良导体，切削过程中产生的热量难以在加工中随切屑排除，大部分传给了刀具本身，使切削区温度迅速上升，加速刀具的磨损。刀具磨损后，切削力增大使切削热迅速增大，由于树脂基玻璃纤维复合材料纤维的各向异性及层间剪切强度低的特性，使材料在切削力的作用下容易产生分层、毛刺、撕裂、烧伤等缺陷，加工质量难以保证。因此，根据树脂增强玻璃纤维复合材料的特点，为达到良好的切削效果，选择理想的刀具、确定合理的工艺参数是至关重要的。