復合材料從基體材料、強化纖維的搭配方法以及成形構造來看具有多種多樣的性質，與金屬材料相比較，比強度、比剛性、耐腐蝕性都更勝一籌，作為工業(yè)用材料其應用范圍日益廣泛。其中，碳纖維強化塑料（CFRP：Carbon Fiber Reinforced Plastic）作為輕量、高性能的材料常用于汽車、船舶、醫(yī)療器械、鐵軌車輛、航空航天等領域。特別是作為飛機機體材料，過去僅用于負載較高的活動翼板等方面，但近年來由于低油耗、低成本化、對室內空間舒適度的要求，該材料使用比例有了顯著的提高。但是CFRP的加工中，由于分層、表面剝離、毛刺、樹脂、纖維崩缺等問題始終困擾著制造現(xiàn)場，是一種很難高質量加工的材料。
　　
　　飛機機體的組裝主要靠緊固件（鉚釘）等，因此需要大量鉆孔操作。針對CFRP特性，黛杰主要采用金剛石燒結體（PCD）與硬質合金燒結而成的“比夢”鉆VN-DTD形進行鉆孔加工。
　　
　　1.“比夢” 鉆的特長
　　
　　“比夢”鉆是在硬質合金基體上加工螺旋槽，并向其中填充燒結金剛石粉末，在高溫高壓條件下一體燒結而成的。由于是燒結金剛石和硬質合金整體燒結，所以“比夢”鉆具有以下特長：
　　
　　（1）不存在脫焊的憂慮 傳統(tǒng)的燒結金剛石鉆頭，由于燒結金剛石燒結體是焊上去的，焊接部分由于切屑的摩擦容易產生空隙，從而容易產生切屑堵塞和卡住，因此對壽命、表面粗糙度都有一定影響。“比夢”鉆是在硬質合金基體內注入燒結金剛石燒結而成，也就不存在焊接的煩惱了。特別是在高速、超高速加工中不存在傳統(tǒng)PCD刀具常見的脫焊掉出的憂慮。
　　
　?。?）長壽命和高精度 由于切削刃采用的是燒結金剛石，與硬質合金鉆頭和金剛石涂層鉆頭相比，可大幅度延長壽命。燒結金剛石具有優(yōu)質的耐粘附性，所以可穩(wěn)定地到良好的表面粗糙度和孔徑精度。
　　
　?。?）可制作小直徑尺寸 由于鉆頭是由燒結金剛石和硬質合金整體燒結而成的，所以最小直徑可做到0.4mm，不會發(fā)生焊接刃燒結金剛石鉆頭的硬質合金支撐部分剛性不足的情況。
　　
　?。?）螺旋刃燒結金剛石 由于是整體燒結，燒結金剛石制作成與硬質合金鉆頭同樣的螺旋刃。燒結金剛石刃部外周有30°螺旋角，鋒利度極好。與焊接燒結金剛石鉆頭相比，擁有較大的螺旋角，可防止孔口崩邊及起毛的產生。
　　
　?。?）可對難加工材料進行鉆孔 CFRP、金屬基復合材料（MMC）、石墨、碳材、硬質合金等，從這些材料本身所具有的特性來看，硬質合金鉆頭的壽命是極短的。與此不同，“比夢”鉆切屑刃基體是燒結金剛石材料，并擁有較大螺旋角的低阻力刃口，因此應對這類材料亦可達到穩(wěn)定的長壽命。尤其是在CFRP加工中，纖維切斷能力較強，軸向抵抗值較小，可抑制分層。
　　
　　（6）可進行真正意義的重磨 與硬質合金鉆頭相同，在燒結金剛石層范圍內可進行重磨，經濟性良好。
　　
　　并且與金剛石涂層鉆頭不同，重磨不會改變鉆頭外徑的大小，同時重磨的鉆頭幾何形狀不會發(fā)生改變，從而其加工性能亦十分穩(wěn)定，不會出現(xiàn)焊接金剛石鉆頭一樣重磨后幾何形狀改變的問題。
　　
　　2. 加工實例
　　
　?。?）階梯鉆型“比夢”鉆 圖3表示的是飛機機身零件的加工實例，“比夢”鉆帶倒角刃f 4.8mm×f 10mm，切削速度為275m/min，轉速18 000r/min，進給量為1 140mm/min，背吃刀量為0.064mm/r的情況下加工15mm的通孔。由于緊固件孔口需同時加工錐形倒角，因此在“比夢”鉆上附加了倒角刃。在此例加工中鉆頭壽命等以出口分層程度來判斷，大約達到1 000個孔?？卓诘菇遣糠置?、纖維崩缺等情況均未發(fā)生，整個加工部分質量非常優(yōu)良。另外，此鉆頭重磨時必須鉆頭先端刃口和燒結金剛石倒角刃部分同時進行。
　　
　　（2）CFRP+鋁合金（A7075）疊板加工 圖4表示的是機翼零件CFRP（2.5mm）+鋁合金材料（2.5mm）的疊板加工案例，使用“比夢”鉆VN-DTD-040，加工參數(shù)：切削速度126m/min，機床轉速10 000r/min，進給量500mm/min，背吃刀量0.05mm/r。過去都是焊接式燒結金剛石鉆頭進行這類孔的加工。這種燒結金剛石鉆頭雖然有螺旋槽，但由于刃口處焊接了燒結金剛石平板，因此刃口沒有螺旋角。加工中通常以鋁合金材料出口處的毛刺來判定刀具的壽命，傳統(tǒng)的焊接燒結金剛石鉆頭約加工1 000孔后即產生毛刺，達到壽命極限。另外，由于焊接的緣故，刀具強度不足，燒結金剛石部分易發(fā)生崩刃，無法得到穩(wěn)定的刀具壽命。燒結金剛石部分的崩刃亦導致無法進行重磨，加工成本也隨之增大。“比夢”鉆良好的鋒利度可有效抑制毛刺的發(fā)生，壽命可延長至2倍，約2 000個孔。此外，“比夢”鉆是整體燒結的，刃口具有超群的強度可防止崩刃，因此可進行真正意義上的重磨，正是由于長壽命、可重磨，所以加工成本可削減至焊接金剛石鉆頭的1/3。
　　
　　疊板加工時根據冷卻的狀況，常會發(fā)生第一塊板加工完加工第二塊板時，加工件稍一移動，鉆頭就會發(fā)生折損的情況。此時，將零件進行有效固定是最重要的，另外將鉆頭從頭部幾毫米之后的鉆身外徑磨小，也是零件發(fā)生竄動時防止鉆頭折斷，進行穩(wěn)定加工的良策。
　　
　　3. 使用注意事項
　　
　　由于切削刃上是既硬又脆的燒結金剛石，因此對加工系統(tǒng)需要超出使用硬質合金鉆頭時的剛性。推薦使用高剛性機床，高剛性裝夾工件。
　　
　　以上主要闡述了關于CFRP材料飛機零部件的孔加工。該材料與金屬材料相比較具有壓倒性的比強度及優(yōu)越的耐腐蝕性，因此今后在其他領域該材料的運用比例也會逐步增加。與該材料加工相關的成本、品質的課題還有很多，但我們堅信“比夢”鉆作為解決方法之一，一定會為航空宇宙產業(yè)作出有價值的貢獻。