车削加工技术

 　　车削时采用工装装夹，端面定位轴向压紧。针对C/C复合材料的车削性能，主要从车削刀具、车削用量、清除粉尘等几个方面来考虑。

　　1车削刀具

　　1.1刀具材料

　　刀具材料是决定刀具切削性能的根本因素，对加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度影响很大。刀具材料越硬，其耐磨性越好，硬度越高，冲击韧性越低，材料越脆。硬度和韧性是一对矛盾，也是刀具材料所应克服的一个关键。

　　常用刀具材料可分为工具钢、硬质合金、刀具陶瓷、超硬刀具材料4类[5]。金刚石涂层刀具为超硬刀具材料，具有硬度高、耐磨性好、摩擦系数低等优点，就加工性能而言，现阶段金刚石涂层是C/C复合材料加工刀具的最佳选择。考虑到单件、小批量的加工特点，C/C复合材料刀具尽量选用钨钴类（YG）硬质合金刀具进行加工，可选YG8。在相同切削条件下，YG硬质合金车刀较普通W18Cr4V高速工具钢车刀车削磨损要轻微、使用寿命更长；而与加工C/C复合材料专用刀具相比，YG类硬质合金刀具成本低得多、易于刃磨。

　　1.2刀具几何角度

　　C/C刀具选择合适的几何角度，有助于减小刀具的振动，反过来，零件也不容易崩缺。C/C复合材料加工的主要刀具磨损区域为前刀面和后刀面。刀具前角、后角不宜过大，采用大正前角加工时，刀具磨损严重，切削振动也较大；刀具后角过大后，切削振动加强。

　　以车削外圆上宽2 0-0.3深0.8mm环槽的切断刀刀具角度（如图2所示）为例。切断刀前角（γo）应在10~15°之间，后角（αo）应在8~10°之间，两处副偏角（k′r）应在2~3°之间，两处副后角（α′o）应在2~3°之间。

　　
　　1.3刀具保持锋利

　　车削加工C/C零件过程中一定要保证刀具刃口锐利。由于加工C/C复合材料对刀具磨损较为严重，在加工过程中应注意观察刀具使用情况，若磨损应用油石修磨前刀面和后刀面，保证刀具锋利，提高表面质量，以减小磨擦。

　　2车削用量

　　选择在CW6180B卧式车床上进行车削加工，其最大加工直径φ800mm。

　　切削深度：切削深度大，切削力大，变形振动；进给量：进给量小，表面质量高，但过小则效率降低；切削速度：切削速度快，面细件热，过快刀具会急剧磨钝失效。粗加工时，一般优先选择尽可能大的切削深度，其次选择较大进给量，最后根据刀具的耐用度，确定合适的切削速度；精加工时，首先要保证零件的加工精度和表面质量要求，故一般选用较小进给量和切削深度，以及尽可能高的切削速度。粗加工切削深度0.1~0.2mm，进给量0.2~0.4mm/r，切削速度50~150m/min；精加工切削深度0.05~0.1mm，进给量0.05~0.2mm/r，切削速度150~250m/min。

　　3清除粉尘

　　加工C/C复合材料一般采用干切削方法，在加工过程中采用吹气或吸尘方式，及时清理工件表面的石墨粉尘，有利于减小刀具二次磨损，延长刀具的使用寿命，减少石墨粉尘对机床丝杠和导轨的影响。同时，石墨粉尘对人体健康危害大，应带口罩做好防护。

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