大量采用高性能复合材料是航空飞行器发展的重要方向，复合材料用量已成为目前衡量飞机先进性的一个重要标志。飞机上的复合材料由小到大，由少到多，由弱到强，由结构到功能，其需求量越来越大，飞机结构也一步一步地走向材料复合化。复合材料正由次承力结构材料发展到主承力结构材料。由于复合材料具有轻质、高强、性能可剪裁等诸多优点，美国科学院一项研究报告中指出，未来20～30 年，唯一能使飞行器性能提升20%～25%的只有复合材料。
复合材料已经成为航空材料的“新宠”
美国贝奇飞机制造公司曾制造出世界上第一架全复合材料飞机。它使用了耐热性能好的碳纤维层，中间夹有环氧化物。这种复合结构要比目前普遍使用的铝、钢和钛的合金材料轻一半，强度和耐热性几乎相同。正是因为拥有这些优点，世界民机制造巨头波音和空客都在逐步加大复合材料在飞机上的使用比例，并且在复合材料的研发和生产上进行了大量的投入。波音最新研制的波音787梦想客机所使用的材料中，复合材料占比有很大提升，达到50%，远超过铝所占的20%，其中主要以碳纤维增强型复合材料（CFRP）为主。空客飞机的复合材料结构重量日益增加，从最初的空客A300飞机的不足5%，到空客A380飞机的25%，再到空客A350XWB的53%。空客飞机上第一次实现了复合材料的用量超过了金属材料。
BOEING 787 先进复合材料使用率达到50%
AIRBUS A350 XWB 先进复合材料使用率达到52%
复合材料加工难点及对策
复合材料虽然已经成为飞机制造中的新宠儿，但是在加工制造过程中存在着诸多的困难。在飞机制造中，将先进碳纤维强化塑料（CFRP）复合材料与金属叠层（如CFRP钛和CFRP铝等）结合使用的情况越来越多，这对钻孔加工提出了特别的挑战。在这些材料上钻孔会造成孔公差、排屑、热积聚、润滑等方面的困难，并会产生飞边、刀具磨损、分层和CFRP毛刺等问题。
针对复合材料难加工的问题，金属加工小编查找了相关资料，总结了切削纤维增强型树脂基复合材料的具体措施。
措施
说明
刀具材料选择
要选择耐磨和导热性好的刀具材料
高速钢刀具可选用粉末冶金高性能高速钢和氮化钛涂层的高速钢
硬质合金刀具可选用导热性好的YG类硬质合金或涂层硬质合金
超硬刀具材料可选用PCD复合片刀具和人造金刚石厚膜刀片
刀具几何角度的选择
切削FRP复合材料，要求刀具刀刃锋利，具有一定强度，同时散热条件要好，通常选取的刀具前角γo=5°～10°，后角α0=10°～12°，为改善散热条件，刀尖圆弧宜选大一些，刀具主偏角＜60°
切削用量选择
切削用量的合理选择与刀具材料密切先关，采用高速钢刀具切削FRP复合材料时，切削速度Vc=10～15m/min，硬质合金刀具Vc=40～80m/min，人造聚晶金刚石复合片刀具的切削速度Vc=80～120m/min，进给量0.2～0.5 mm/r，在切入和切出时，为防止分层、崩刃，应适当减小走刀量或在工件两端进行45°倒角
其他
对FRP复合材料的切断，在一般情况下，可采用薄金刚石锯片进行切割，也可采用超高压水，压力为400MPa，由口径小于φ1mm的喷嘴喷出，以2～3倍声速的超高速冲击被加工表面，进行切割加工。在铣削时，为避免铣时工件切离处掉渣，应采取顺铣，并在即将铣完时，采用手动进给
复合材料切削解决方案
航空复合材料切削加工虽然存在着诸多的困难，但是还是有办法解决的，金属加工小编介绍两款刀具，专门针对航空复合材料而设计。
山高JPD890 PCD焊片立铣刀
来自瑞典的山高刀具是全球切削刀具的领袖之一，在航空复合材料切削方面有着独特的技术优势，其代表性产品JPD890 有多种剪切角的PCD焊接立铣刀，先看一段加工视频：
特性：
包含正剪切角的JPD891，零度剪切角的JPD890，负剪切角的JPD892，提供选择
内冷却通道
采用多晶金刚石，切削刃锋利，硬度高
适用于侧铣，槽铣及中心切削
可修磨多次（视磨损情况而定）
优势：
零件表面质量极佳且产生较少的切削热量
出色的耐磨性，刀具寿命更长
精度高，减少后续加工的需求
加工案例1：
零件：测试件
材料：碳纤维复合材料
机床：Hermle C30V
润滑：无，仅使用空气辅助排出切屑
加工：侧铣
检测标准：可视面分层
刀具：JPD890100E2S.0Z2A
切削参数：Dc=10mm ; Zn=2 ; ap=6mm ; ae=1mm ; vc=470m/min ; fz=0.05mm
结果：分层
加工案例2：
零件：测试件
材料：碳纤维复合材料
机床：Hermle C30V
润滑：无，仅使用空气辅助排出切屑
加工：槽铣
刀具：JPD890100E2S.0Z2A
切削参数：Dc=10mm ; Zn=2 ; ap=6mm ; ae=10mm ; vc=470m/min ; fz=0.05mm
结果：分层
OSG人字形铣刀DIA-HBC4切削方案
先来欣赏一段劲爆视频
OSG人字形铣刀DIA-HBC4，独特的设计适用于加工CFRP材料。金属加工时，如果使用很普遍的同款右刃螺旋槽铣刀的话，切削阻力的反力会剥下CFRP的上面表层，发生毛刺或起毛。与此相反，使用左刃左螺旋槽的铣刀的话会压到CFRP的下面的表层并在不会剥下它的同时，也不会发生不良现象。即只使用一支铣刀，利用左螺旋将上面的表层压在母材的刃和利用右螺旋将下面部分拉上来的刃，使这两个刃起到作用抑制毛刺的发生。
加工案例
来源：金属加工
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