王育玲

(新疆博州中等职业技术学校，新疆博乐　833400)

WANG Yuling(Xinjiang Bozhou secondary vocational and technical school，Xinjiang Bole，833400，China)



复合材料管材切削加工方法的选择

王育玲

(新疆博州中等职业技术学校，新疆博乐833400)

摘要:从复合材料管材的性能出发，分析了复合材料管材加工性能及加工方法，包括加工装备的选择以及截断、锯割、钻削等加工方法的研究，为有效地加工复合材料管材提供了理论依据和实践基础，可供管道施工工人和相关人员参考。

关键词:复合材料管材;特性分析;刀具选择;方法

复合材料管材是一种新型的工程类管道，其在缓解地上、地下管道腐蚀问题上取得了较好的效果。但由于各类复合材料管材具有不同的成型工艺、保温性能和技术特点，因此其使用环境、介质种类、介质温度、工作压力以及施工方式和维护条件等也各不相同，加之目前对其结构性能、技术特点及应用条件还缺乏详尽的了解，因此在应用效果上还存在一定的问题，有待于进一步研究和改善。

1　复合材料的加工性能

1.1复合材料管材用途和基本性能

复合材料管材目前主要有聚氟乙烯(UPVC)管、聚丙烯(PP－R)管、交联聚丙烯(PE－X)管、铝塑复合管、聚乙烯(PP)管、玻璃钢管(FRP)、聚丁烯(PB)管等。这些复合材料管、复合材料玻璃钢管、纯玻璃钢管应用广泛，其用途和性能如图1所示［1］。

图1　复合材料管材用途及基本性能示意图

1.2复合材料管材加工性及加工措施

复合材料管材因其具有不生锈、不结垢、不渗漏、管壁光滑、不滋生细菌、无毒、无臭、质量轻、安装及维修方便等特点，近年来被广泛应用于机械、化工、建筑、石油等行业;同时，它又具有导热性差、耐热性差、热膨胀性系数大、抗裂性能较差等缺点，导致其加工性较差［2］。

针对复合材料管材导热性差、热胀系数大的缺点，在加工时可采用较低的主轴转速、较高的进给速度、较小的吃刀深度、合理的刀具几何角度以及冷却液来减少工件发热，并及时带走热，以减少工件变形，从而确保复合材料管材的加工质量。

2　复合材料管材加工装备的选择

2.1复合材料管材加工设备选择

普通金属切削车床、铣床、钻床以及数控车床、数控铣床等机床具有宽广的加工工艺范围，可以对复合材料管材进行切削加工［3］。

为了确保复合材料管材的加工精度，减少其热变形、热裂纹的产生，应尽可能在金属切削机床上添置适合复合材料管材加工的冷却和吸切屑装备，使切削热能及时排离工件(复合材料管材)。

同时，对金属切削机床的通用夹具(如普通车床的三爪卡盘)进行适当的改造，使复合材料管材在机床上装夹安全、可靠、方便。

2.2复合材料管材加工刀具的选用

依据复合材料管材成分、加工表面质量要求，可以选择高速钢刀具、硬质合金刀具;对表面精度要求较高的复合材料，可以选择陶瓷刀具，甚至二氧化锆、金刚石刀具。

2.3常用切削方法及其刀具参数确定

根据复合材料管材的使用要求和适用场所，一般要对其进行截断、锯割、钻削、抛光等方式的加工。

2.3.1截断

截断时，采用截断刀在复合材料管材上刻出印痕，再将其在桌子的边缘处对齐刻痕、将其折断。

2.3.2锯割

使用台式或手持式圆锯对复合材料管材进行锯割。当使用硬质合金锯片时，锯片应当是多齿锯片(图2所示)，切削速度约为50m/s，后角α取值范围0°～15°，前角γ取值范围0°～15°，切削速度不高于40m/s;当使用高速钢错齿锯片(图3所示)，后角α取值范围30°～45°，前角γ取值范围0°～4°或5°～8°。

图2　高速钢锯片

图3　错齿锯片

2.3.3钻削

一般用麻花钻改磨几何角度(图4所示)后进行钻削，也可以使用扁钻钻削(图5所示)。

2.4其他操作事项

在上述基础上，对复合材料管材加工时，还必须保证工作间有良好的通风，且不允许在室内吸烟。在磨削热固性复合材料时，必须使用通风设备机械通风。表1为常见的操作方法说明［4］。

图4　正确磨削的高速钢钻头

图5　扁钻

表1　常见操作方法说明表

3　特种加工方法

除常规的机械加工方法外，激光切割、水刀切割、电子束切割等，逐步成为复合材料未来的加工方向，并且特种加工方法加工质量稳定、效率高、耗材少。

4　结束语

由于复合材料管材材质等方面的原因，如导热性差、热胀系数大、易产生变形等，因此在选用加工方法和刀具时，应特别注意以下几个方面:第一，加工设备应有冷却和吸切屑装备，能使切削热能及时排离工件(复合材料管材)。第二，要依据复合材料管材的成分选用合适的刀具类型，并合理选择刀具几何参数。第三，在对复合材料管材进行加工时，应注意通风，不允许在室内吸烟，以防止粉尘爆燃事故的发生等。第四，加工工艺或操作方式要得当，要特别注意避免表1中的常见错误的发生。总之，由于复合材料管材和金属管材在材质、特性等方面存在着诸多不同，因此在选用加工设备、加工方法和刀具时，应根据复合材料管材的特性、特点，选择适合的加工设备、加工方法、工艺参数以及刀具类型和几何参数。

参考文献:

［1］王士铎，徐文杰.化工工程中非金属管道的施工［J］.山西建筑，2002(12) :64－65.

［2］刘国臣，陈建国.浅谈非金属管道的连接方法［J］.山西建筑，2005(4) :109－110.

［3］张丽，刘凯，周邵琦.大庆油田非金属管道应用技术现状及对策［J］.行业论坛，2012(11) :14－15.

［4］程志学，田强.非金属管道连接工艺［J］.基建管理，2013 (4) :99－100.

Research on the machining process of composite pipe

WANG Yuling
(Xinjiang Bozhou secondary vocational and technical school，Xinjiang Bole，833400，China)

Abstract:Based on the performance of the composite pipe，this paper analyzes the composite pipe processing performance and method.Aiming at the selection of processing equipment，truncation，saw cutting，drilling and other processing methods，it introduces the processing method for composite pipe.This provides theoretical and practical basis for pipeline construction workers and related personnel.

Key words:composite material pipe; features analysis; cutting tool selection; methods

DOI:10.3969/j.issn.2095－509X.2015.06.015

作者简介:王育玲(1969—)，女(蒙古族)，北京房山人，新疆博州中等职业技术学校高级讲师，主要研究方向为机械制造、经济管理。

收稿日期:2015－04－07

中图分类号:TB30

文献标志码:A

文章编号:2095－509X(2015) 06－0060－03