碳纤维、芳纶纤维、蜂窝芯等复合材料具有重量轻，耐高温，破损安全性高，机械强度、边缘强度好，耐化学腐蚀等特性，今天正被广泛地应用到许多领域，如航空、航天、能源、建筑、船舶等。尤其是在飞机制造业，复合材料应用的多少已经成为先进程度的重要标志之一。复合材料的加工需要使用精准的数控加工设备以及合适的刀具来完成。

加工机床的选用

根据复合材料所具有的性能特点，其切割及钻孔加工必须选择主轴转速在每分钟8000转以上的数控机床。在吸附方式的选择上，平板类零件一般选用真空平台吸附，而曲面类零件一般采用带真空吸附。至于冷却方式，大部分复合材料宜采用风冷冷却，只有碳纤维零件可采用水冷方式。

真空吸盘式柔性夹具系统就是一种专门针对复合材料部件加工发展起来的配套装夹系统，这一系统可在三维空间内将弯曲的工件按照预先设计的程序固定好，由在工作区域内的真空吸盘固定。其通用支撑夹具可在2分钟内自动重新配置，从针对一种工件的配置转换成适应另外一种形状工件的配置，具有相当高的柔性。真空吸盘式柔性夹具系统非常适合玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、Nomex蜂窝芯、铝蜂窝芯等复合材料壁板零件的外形和孔加工。已被国外航空企业广泛使用，国内哈飞、西飞、成飞等厂家也已经引进。

加工刀具的选用

众所周知，金属工件加工时传热快，切削屑和冷却液也可以带走大量热量。而复合材料导热慢、难以成屑的特点容易导致加工部位热量积累，造成刀具的磨损。另外，这类材料还容易产生分层、起毛、拉丝等情况，表面精度不容易得到满足。这就让选择合适的刀具变得非常必要。复合材料的加工刀具一定要特别锋利、耐磨，保证加工中少换刀，而且针对不同种类的符合材料，也要选择不同类型的刀具。

碳纤维材料

碳纤维零件分为两种，分别是碳带和碳布，前者在加工中更容易出现分层现象。碳纤维零件属于多层结构，这种结构在厚度和水平方向力学性能有很大差异远，因此加工时，出刀部位非常容易产生分层和起毛的现象，在钻孔时，钻头应采用三尖两刃或两尖两刃形式，锋利的三尖可先将碳纤维层划断，两刃对孔壁起到修补的作用，所以使用这种刀具效果很好。还有一种镶金刚石钻头，以其锋利和耐磨取胜，钻孔质量也相当不错，但价格比较昂贵。

在进行边缘切割时，也需要解决起毛和分层的问题，一般要使用刀具的刃部进行切割。滚花结构形式的铣刀，由于有好多锋利的小切削刃，有效限制了每一层在厚度方向的运动和撕裂，有效防止起毛和分层。镶金刚石铣刀以其锋利的刀刃，在使用高转速的情况下，迅速切除材料，保证碳丝不被拉出而分层起毛。对小型、薄壁碳纤维零件一般采用整体硬质合金滚花铣刀，而对壁厚在5毫米以上以及大型的碳纤维零件，一般采用镶金刚石铣刀或带各种涂层的整体硬质合金滚花铣刀。

芳纶纤维

芳轮纤维目前是复合材料中最难进行机械加工的，选用的刀具不合适，极容易产生边缘分层、起毛、烧焦等情况。目前看来，美国生产的一种ONSRUD 

450521整体硬质合金滚花铣刀比较可靠。这种刀具有多个锋利的小切削刃，配以适当的加工参数后，利用高速数控机床基本能加工出合格的边缘。

蜂窝芯零件

跟前两种材料不同，蜂窝芯零件由于其结构的特殊性，最容易出现的问题不是分层和起毛，而是撕裂、压塌、芯格变形、外形缺损等缺陷。加工这类材料，HSS Hollow CoreCutters刀具表现比较优异。这种刀具可以垂直切断蜂窝芯的晶格，产生一个未被压倒的、整齐的边缘。蜂窝边缘经过整齐的切割后，再使用一般切割蜂窝的无齿铣刀，将蜂窝自根部割断，彻底分离，此刀专用于在蜂窝上加工出深槽，并能高效率地去除大余量及切割出整齐的蜂窝芯边缘。还有加工飞机壁板的槽铣刀，这种组合式刀具适用于飞机内饰面板蜂窝夹层的开槽，以便于灌注混合体，加固板的边缘。刀具带PCD切割刃，可嵌以金刚石或高速钢材料，以螺丝固定。

通过以上所述刀具材料的选择以及加工中应注意的事项，可以很好地完成这些复合材料零件的数控加工。但复合材料的范围很广泛，各种材料由于其结构和性能不同，其加工所使用的刀具及其结构、所使用的参数各不相同，在好多方面我们还应努力研究与摸索，制造出更好的复合材料零件。