碳纤维复合材料有很多机械加工方法，传统的方法如车削、磨削、钻孔等，通过介绍几种重要的传统加工过程和其相应的功能，进一步探讨工艺参数对切削性能和加工表面质量的影响。

　　1、车削加工。车削是在碳纤维复合材料加工中应用最广泛的加工方法之一，主要用于实现圆柱表面预定的尺寸公差。适用于碳纤维复合材料车削的可行刀具材料有：陶瓷、硬质合金、立方氮化硼（CBN）和聚晶金刚石（PCD）。切削加工表面质量和刀具使用寿命是研究关注的焦点，因为这两个特征受工艺参数的影响较大，如进给速度、切削深度、切削速度等，同时还要考虑刀具特征，如刀具几何形状和材料等。用硬质合金工具可以加工出一致的表面纹理，但前提是能够防止或者减少侧面磨损。使用立方氮化硼工具加工碳纤维复合材料时，进给速度是影响表面粗糙度的最大因素。

　　2、铣削加工。铣削通常用于碳纤维复合材料工件的精确尺寸和复杂形状的加工。铣削加工可看作是一种修正操作，能得到预期要求的较高质量加工表面。在加工过程中，由于端铣刀和碳纤维复合材料之间的复杂的相互作用，碳纤维复合材料工件分层和未切断的纤维纱线毛边的现象时有发生。为减少纤维分层现象和毛边的产生，进行了大量的尝试和探索。在加工过程中，对推力和轴向切削力进行准确预测，会成为控制工艺参数的良好指标，可以避免纤维分层并减少毛刺的形成；合理设计和控制刀具路径也可以有效地减少毛刺的形成和纤维分层。主要的工艺参数，如纤维取向、轴向和切向进给速度、切削速度等，都会对工件表面粗糙度产生显著影响。

　　3、钻孔加工。在组件进行螺栓或铆接装配前均需要钻孔操作。在碳纤维复合材料钻孔过程中存在的主要问题有：材料层离现象、刀具磨损以及孔内表面加工质量等。通过试验可知，切削参数、钻头几何形状、切削力对分层现象和表面质量均有影响。切削推力和分层因素是有相互关系的，可利用切削推力表征分层程度。对于同样的钻孔材料，切削速度对切削力影响并不大，而且从中可以得出，降低出口的进给速度，会使分层因子减小。

　　在同一切削参数下，与麻花钻头相比，参数对复合型特殊钻头分层影响较低。对于特殊几何特征的钻头，较大的进给速度和钻头直径可以减少分层，并且不同直径比钻孔切削力会随着直径比的减小而增大，随着进给速度的增大而增大。

　　4、磨削加工。在船舶、航天航空等领域，对碳纤维复合材料的加工精度要求极为苛刻，需利用磨削加工实现较高加工表面质量。然而，磨削加工碳纤维复合材料要比金属困难和复杂得多，国内外学者也进行了相关研究。在同一磨削条件下，磨削加工多向碳纤维复合材料时，切削力随磨削深度增加呈线性增加趋势，且大于加工单向碳纤维复合材料时的切削力；而对于单向碳纤维复合材料工件加工，表面完整性受纤维方向影响较大。

　　碳纤维复合材料在加工过程中，基体和纤维复杂的相互作用使材料的物理特性与传统的金属有很大不同。由于碳纤维复合材料的不均匀性和各向异性，加工时会导致纤维的拉出和基质纤维的脱离；碳纤维复合材料具有较高耐热性和耐磨损性，使刀具磨损严重且切削热较大。此外，随着应用领域的不断增加和对材料使用性能要求的不断提高，碳纤维复合材料的加工变得越来越困难，质量难以保证，加工成本很高，所以有关碳纤维复合材料加工技术的研究也显得越来越重要。

　　阅读延伸：《碳纤维材料数控切削加工工艺简析》