一、鋸切
玻璃纖維增強熱固性基體層壓板,採用手鋸或圓鋸切割。
熱塑性複合材料採用帶鋸和圓鋸等常用工具時要加冷卻劑。石墨/環氧複合材料最好用鑲有硬質合金的刀具切割。鋸切時控制鋸子力度對保證鋸面質量至關重要。雖然鋸切溫度也是一種要控制的因素,但一般影響不大,因鋸切時碰到的最高溫度一般不會超過環氧樹脂的軟化溫度(182℃)。
金屬基複合材料可用鑲有金剛石的線鋸鋸切,不過其切割速度較慢,而且只能作直線鋸切。採用金剛石砂輪對陶瓷基複合材料進行常規鋸切,可有兩種速度:一種是250r/min,另一種是4000r/min。這種鋸切會使切割面的陶瓷基複合材料有相當大的損壞。不過在較高鋸切速度時,損壞雖大,但斷面較為均勻。
二、鑽孔和仿形銑
在複合材料上鑽孔或作仿形銑時,一般採用干法。大多數熱固性複合材料層合板經鑽孔和仿形銑後會產生收縮,因此精加工時要考慮一定的余量,即鑽頭或仿形銑刀尺寸要略大於孔徑尺寸,並用碳化鎢或金剛石鑽頭或仿形銑刀。鑽孔時最好用墊板墊好,以免邊緣分層和外層撕裂。另外鑽頭必須保持鋒利,必須採用快速除去鑽屑和使工件溫升最小的工藝。
熱塑性複合材料鑽孔時,更要避免過熱和鑽屑的堆積,為此鑽頭應有特定螺旋角,有寬而光滑的退屑槽,鑽頭錐尖要用特殊材料製造。一般鑽頭刃磨后的螺旋角約為10-15°,后角為9-20°,鑽頭錐角為60-120°。採用的鑽速不僅與被鑽材料有關,而且還與鑽孔大小和鑽孔深度有關。一般手電筒鑽轉速為900r/min時效果最佳,而固定式風鑽則在轉速為2100r/min和進給量為1.3mm/s時效果最佳。
三、銑削、切割、車削和磨削
聚合物基複合材料用常規普通車床或台式車床就可方便地進行車削、鏜削和切割。目前加工刀具常用高速鋼、碳化鎢和金剛石刀頭。採用砂磨或磨削可加工出高精度的聚合物基複合材料零部件。最常用的是粒度為30-240的砂帶或鼓式砂輪機。大多數市售商用磨料均可使用,但最好採用合成樹脂粘接的碳化硅磨料。熱塑性聚合物基複合材料用常規機械打磨時,要加冷卻劑,以防磨料阻塞。磨削有兩種機械可用,一種是濕法砂帶磨床,另一種是干法或濕法研磨盤。使用碳化硅或氧化鋁砂輪研磨時不要用流動冷卻劑,以防工件變軟。
複合材料層合板採用一般工藝就能在標準機床上銑削。黃銅銑刀、高速鋼銑刀、碳化鎢銑刀和金剛石銑刀均可使用。銑刀后角必須磨成7-12°,銑削刃要鋒利。高速鋼銑刀的銑削速度建議採用180-300m/min,進刀量採用0.05-0.13mm/r,採用風冷。
熱塑性複合材料可以用金屬加工車床和銑床加工。高速鋼刀具只要保持鋒利,就能有效使用。當然採用碳化鎢或金剛石刀具效果更好。
金屬基複合材料一般用切割、車削、銑削和磨削就可加工。對大多數金屬基複合材料而言,獲得優良機加工產品的前提是刀具要鋒利、切削速度要適當、要供給充足冷卻液或潤滑劑和進給速度要快。