CNC加工玻璃鋼模具時(shí)，出現(xiàn)毛刺和分層問題

在CNC加工玻璃鋼模具時(shí)，出現(xiàn)毛刺和分層問題可能由材料特性、刀具選擇、加工參數(shù)等多方面因素導(dǎo)致。以下是系統(tǒng)性分析與解決方案：

問題根源分析

1.材料特性

玻璃鋼（GFRP）為脆性復(fù)合材料，玻璃纖維硬度高，樹脂基體粘彈性大，易因切削力不均導(dǎo)致纖維撕裂而非切斷，形成毛刺。

層間結(jié)合強(qiáng)度低，加工時(shí)剪切力過大會(huì)引發(fā)分層。

2.刀具因素

普通硬質(zhì)合金刀具易磨損，刃口鈍化后加劇纖維拉扯。

刀具幾何角度（如前角、后角）不匹配，排屑不暢導(dǎo)致熱量積累。

3.加工參數(shù)

高轉(zhuǎn)速或大進(jìn)給導(dǎo)致切削溫度升高，樹脂軟化粘刀，加劇分層。

切削深度過大，層間應(yīng)力超過材料粘結(jié)強(qiáng)度。

4.裝夾與振動(dòng)

工件剛性不足或裝夾不穩(wěn)，加工振動(dòng)引發(fā)微觀裂紋擴(kuò)展。

5.冷卻不足

干切削時(shí)粉塵堆積，摩擦生熱加速刀具磨損，樹脂碳化粘附。

針對(duì)性解決方案

1. 刀具優(yōu)化

材質(zhì)選擇：優(yōu)先使用 聚晶金剛石（PCD）刀具 或多層金剛石涂層硬質(zhì)合金刀具，確保刃口鋒利度，減少纖維撕裂。

幾何參數(shù)：

前角：10°~15°，降低切削阻力；

后角：8°~12°，避免與加工面摩擦；

螺旋角：30°~45°，提升排屑效率。

刃數(shù)：2~3刃，平衡切削力與排屑空間。

2. 加工參數(shù)調(diào)整

轉(zhuǎn)速：中低速（8000~12000 RPM），避免樹脂過熱；

進(jìn)給速度：0.05~0.15 mm/齒，降低單齒切削力；

切削深度：精加工時(shí)≤0.5 mm，粗加工分層切削，每層≤2 mm；

切削策略：采用 順銑 并配合爬坡加工（Climb Milling），提升表面質(zhì)量。

3. 工藝控制

裝夾：使用真空吸附夾具或定制工裝，確保工件剛性，減少震顫；

冷卻：采用 壓縮空氣+微量潤(rùn)滑（MQL），配合靜電除塵，避免樹脂粘刀；

路徑優(yōu)化：

避免垂直下刀，改用螺旋或斜向切入；

分層加工時(shí)，交替改變切削方向，分散層間應(yīng)力。

4. 后處理與檢驗(yàn)

去毛刺：加工后立即用超聲波拋光或噴砂（100~200目氧化鋁砂）；

分層檢測(cè)：使用工業(yè)內(nèi)窺鏡或敲擊測(cè)試，檢查內(nèi)部缺陷；

刀具管理：每加工30分鐘檢查刃口磨損，及時(shí)更換刀具。

5. 材料預(yù)處理

加工前對(duì)玻璃鋼進(jìn)行低溫烘烤（60~80℃，2小時(shí)），提升樹脂固化度；

粗加工后靜置24小時(shí)，釋放內(nèi)部應(yīng)力，再進(jìn)行精加工。

關(guān)鍵總結(jié)

“低轉(zhuǎn)速、小切深、快進(jìn)給” 原則更適合玻璃鋼加工；

投資高性能刀具可顯著降低綜合成本（減少返工和刀具更換頻率）；

加工前模擬仿真（如AdvantEdge）可預(yù)測(cè)切削力分布，優(yōu)化路徑。

通過上述措施，可有效提升玻璃鋼模具的加工質(zhì)量，減少后續(xù)手工修模成本。