目前,由于各種大型復(fù)合材料中要求加工的緊固件孔越來越多寇僧,機床面臨的挑戰(zhàn)就越來越變?yōu)榇罅康暮苌畹暮蛷?fù)雜的孔加工摊腋。這是兩個完全不同的應(yīng)用領(lǐng)域,但其共同點是為了獲得令人滿意的加工結(jié)果和具有競爭力的加工性能嘁傀,必須使用定制化的刀具兴蒸。
非標刀具
非標刀具是指最適用于對零件進行完全切削或部分切削的刀具,是基于已經(jīng)得到驗證的標準概念例如已有的刀片细办、夾緊裝置间歌、刀柄和接口;它可能是配有多個標準刀片的專用刀柄认施,能作為兩個或多個標準刀具使用鹅址;也可能是用特殊的硬質(zhì)合金材質(zhì)和/或槽形制成的可轉(zhuǎn)位刀片,其使用效率最大且能夠提供更長多蜕、更穩(wěn)定的刀具壽命妨谦。與非標刀具相關(guān)的還包括不完全標準,作為標準刀具的備選嘀回,具有偏差很小的特點显而。
當需要加工更加復(fù)雜的零件時,零件的各種特征要求采用專門的非標刀具解決方案蜜裸。這一點同樣適用于加工簡潔的零件楷芝,因為非標解決方案可以消除所遇到的生產(chǎn)瓶頸。把非標刀具作為最佳解決方案的場合很多沧气,包括絕大部分的加工范圍裕砖、材料和行業(yè)類型,其最多的是能代表大部分非標刀具的組合式刀具解決方案牍懂。這些解決方案通常是以例如標準刀片恢着、刀卡、刀具接口财破、鉆槽掰派、防振系統(tǒng)或刀座夾緊裝置的各種組合為基礎(chǔ)从诲。具有獨特性能的純粹非標刀具占非標刀具總數(shù)近四分之一,而類似標準刀具的非標刀具占四分之三靡羡。
加工領(lǐng)域為深孔加工和由復(fù)合材料制成的零件的加工是被認為主要使用非標刀具的地方系洛,這類復(fù)合材料主要為碳纖維增強塑料(CFRP),以及通過金屬的堆疊對復(fù)合材料進行支撐的材料略步。
深孔加工廣泛應(yīng)用于各種不同的行業(yè)描扯,最主要是能源業(yè)和航空工業(yè)。一些深孔零件通程吮。看起來很難加工或者說很難開始進行加工绽诚,但是使用定制的非標刀具解決方案就可以通過一種高效且安全的方法輕松解決這一難題。
適用于深孔加工的非標刀具
涉及深孔加工的零件通常要求鉆出非常深的孔杭煎,且加工復(fù)雜性也各有不同恩够,例如包括孔的表面精度、腔室枝徙、孔徑變化檬撒、形狀、凹槽饺焕、螺紋及不斷變化的中心線方向促军。深孔加工的成功主要取決于標準刀具和非標刀具的混合運用,需要根據(jù)非標刀具方面的經(jīng)驗進行設(shè)計什氮。切削刃的槽形和材質(zhì)以及有效的冷卻液和排屑共同作用等灾,實現(xiàn)了以最高的穿透率和加工安全性達到所要求的最理想加工結(jié)果。
直徑小于1 mm的孔通過硬質(zhì)合金槍鉆完成舟道,但是對于直徑大于等于15 mm的孔莫金,使用帶焊接切削刃的鉆頭以及在18mm直徑以上的孔應(yīng)用機夾可轉(zhuǎn)位刀片的鉆頭,將使深孔加工變得更加高效扁奔。可轉(zhuǎn)位刀片和現(xiàn)代鉆管系統(tǒng)為深孔加工提供了使用新型非標刀具的可能性虎资。
山特維克可樂滿全球深孔加工中心為各行業(yè)提供可用的開發(fā)暖谚、設(shè)計和測試資源,以促進零件加工的工藝卷雕。除了小批量零件應(yīng)用之外节猿,該中心還與需要較高零件產(chǎn)量和大量高質(zhì)量孔的鉆削行業(yè)進行合作,例如熱交換器和胚料的生產(chǎn)漫雕。該應(yīng)用中心擁有已經(jīng)驗證的應(yīng)用跟蹤記錄滨嘱,以及成功應(yīng)用于航空工業(yè)、能源業(yè)和普通工程領(lǐng)域中的復(fù)雜孔的高效加工的解決方案浸间。
除了利用單管或雙管系統(tǒng)進行比較簡單的深孔鉆削外太雨,還有一些刀具適用于在各種復(fù)雜和受限條件下對孔進行加工吟榴。該中心主要是為所需的工藝進行規(guī)劃、為深孔加工刀具設(shè)計最合適囊扳、效率最高且安全的支撐的刀具吩翻,擴充刀具可以完成的切削特征,以及提供技術(shù)支持锥咸。
示例
在該示例中狭瞎,精心設(shè)計的深孔加工非標刀具能夠?qū)κ涂碧搅慵M行加工。要加工的零件將近2.5 m長搏予,需要在上面先鉆出底孔然后加工一個比較復(fù)雜的形腔熊锭。使用非標刀具解決方案的目的是獲得緊密公差和實現(xiàn)優(yōu)良的表面質(zhì)量,這意味著需要鉆出一個直徑為90 mm的孔隧渠,并用浮動鉸刀對其進行精加工俯态;之后,需要在深度為1.5 m的地方捏描,通過擴孔和鉸削工序加工出一個直徑為115 mm的孔更扰;在孔中較淺深度的地方同樣通過擴孔和鉸削工序加工并形成一個倒角;再可通過鏜削和擴孔形成兩個帶倒角的內(nèi)腔肘蜘,隨后經(jīng)過鉸削處理至最終尺寸装呢。
若采用傳統(tǒng)加工方法,則該零件的加工時間將超過30個小時讽空。若使用非標刀具的深孔加工解決方案乌烫,則加工時間將縮短至7.5小時。
復(fù)合材料的加工
在某一工序中楞盼,將特定復(fù)合材料切削至最理想結(jié)果以及與機床或設(shè)備完全匹配需用到大量非標刀具忍症。事實上,專用刀具的需求量相當大锄镜,約80%的刀具均針對特殊用途而設(shè)計稽及,用于提供最佳性能和加工效果。這是對具有通用和特殊性能的標準刀具的補充滑频。
碳纖維增強塑料(CFRP)是復(fù)合材料加工領(lǐng)域中用到的主要材料捡偏。任何復(fù)合材料的特征和可加工性都是不同的。CFRP是加工業(yè)所面臨的一大挑戰(zhàn)峡迷,通常很難將其加工至具有競爭力的完美水平银伟。當CFRP中堆疊有金屬(例如鋁合金或鈦合金)時,利用切削刀具進行的優(yōu)化加工便成為一個非標刀具專家考慮的問題绘搞。
復(fù)合材料加工中的裝夾刀具也悄然發(fā)生著變化彤避,從最初的手持刀具到電動自動進給刀具、機器人再到CNC機床。一致性琉预、穩(wěn)定性和機床性能等因素會根據(jù)不同的應(yīng)用場合而有所變化董饰,從而對切削刀具的要求也會不同。
質(zhì)量在復(fù)合材料加工方面越來越受到人們的關(guān)注模孩,且與切削刀具的性能直接相關(guān)尖阔。即使是非常小的變化都很有可能在零件表面造成不達標的瑕疵。非標刀具的加工工藝制定對于孔加工非常關(guān)鍵榨咐。
鉆削復(fù)合材料意味著需要對兩種完全不同特征的材料——各種成分不同的纖維復(fù)合材料進行切削疫题。新增的堆疊金屬(例如鈦)對材料增加了一種切削特質(zhì)。采用直接壓制燒結(jié)技術(shù)的聚晶金剛石(PCD)切削刃或PCD涂層硬質(zhì)合金的孔加工刀具經(jīng)設(shè)計后通常能夠提供令人滿意的鉆削質(zhì)量和較高的效率忿韧。在航空工業(yè)韧似,有很多工序都需要鉆削大量的孔,可以通過將各種不同的特殊槽形和材質(zhì)相互組合成止,以消除分層浊笤、纖維碎裂和過多的毛刺,并為高效率加工的鉆頭提供適當?shù)哪湍バ院晚g性揣蒿。采用vein燒結(jié)技術(shù)能夠產(chǎn)生鋒利的秋胚、更耐沖擊的切削刃,從而在所有的加工應(yīng)用中實現(xiàn)最佳的加工結(jié)果刨德。即使在手工操作的電動鉆機或手進給鉆機常因操作者的不同而產(chǎn)生切削力的變化弊刁,這種刀具也可以適應(yīng),但此時汰日,使用PCD涂層鉆頭是最合適的鞋族。
示例
在該示例中,航空工業(yè)選擇使用配有電動刀具的鉆頭挂捅,該刀具專用于堆疊有鈦合金和鋁合金的碳纖維增強塑料(CFRP)芹助。此應(yīng)用中的要求是保持孔的尺寸和表面質(zhì)量,盡可能減少退出毛刺闲先,同時實現(xiàn)很長的刀具壽命状土,以及針對兩種不同的堆疊材料運用最大的切削參數(shù)∷趴罚孔的直徑范圍為 6-10 mm蒙谓。
在這種情況下,最佳的解決方案是采用具有特別設(shè)計的槽形的直接壓制燒結(jié)PCD鉆頭退盯,該槽形的設(shè)計是在切削刃上有兩個刃帶彼乌,從而提高使用手持刀具(需要超高強度)進行鉆削時孔的圓度泻肯,鉆尖設(shè)計可以為手持應(yīng)用提供額外的強度渊迁,并且允許鉆頭立刻進行自對中,同時操作員只需要使用最小的進給力。當使用導(dǎo)向套時琉朽,該非標鉆頭將在堆疊材料之間生成尺寸差異最小的孔毒租。
當加工復(fù)合材料時使用非標鉆頭進行優(yōu)化之后,刀具的使用壽命將從15孔增加至100孔箱叁,同時凳渗,將需要的鉆頭數(shù)量從79減至25個。除此之外裹依,它還縮短了預(yù)設(shè)置呢呕、裝載和換刀所需要的時間。加工結(jié)果令人滿意帐捺,操作過程安全可靠框碾!
圖1(圖片編號 042629)
需要進行深孔加工的零件,首先需要鉆出一個非常深的孔赫捕,然后再進行不同復(fù)雜程度的切削工序馋首。深孔加工的成功主要取決于標準刀具和非標刀具的混合運用,需要根據(jù)非標刀具方面的經(jīng)驗進行設(shè)計飘拂。這款基于T-Max鉆頭424.10的非標刀具是單管系統(tǒng)應(yīng)用的一部分鳞皂。
圖2(圖片編號 971387和992966)
在深孔加工中,直徑小于1 mm的孔通過硬質(zhì)合金槍鉆完成情召,使用帶焊接切削刃的鉆頭以及在18mm直徑以上的孔應(yīng)用機夾可轉(zhuǎn)位刀片的鉆頭愧增,在單管系統(tǒng)和噴吸雙管鉆系統(tǒng)中將使深孔加工變得更加高效。
山特維克可樂滿全球深孔加工中心為各行業(yè)提供可用的開發(fā)炭庙、設(shè)計和測試資源饲窿,以促進零件加工的工藝。除了小批量零件應(yīng)用之外焕蹄,該中心還與需要較高零件產(chǎn)量和大量高質(zhì)量孔的鉆削行業(yè)進行合作逾雄,例如熱交換器和胚料的生產(chǎn)。
圖3(附圖:R?r-Christer-Richtsnitt-orig-jpg)
山特維克可樂滿全球深孔加工中心制造的專用深孔加工刀具為能源行業(yè)的零件加工提供了非標解決方案腻脏,它將加工時間從超過30小時縮短至7.5小時鸦泳。該非標刀具解決方案為復(fù)雜孔提供了所需的精密公差和優(yōu)良的表面質(zhì)量。具體過程是先鉆一個深孔永品,然后用浮動鉸刀對其進行精加工做鹰;之后,在深度為1.5 m的地方鼎姐,通過擴孔和鉸削工序加工出一個直徑為115 mm的孔钾麸;在孔中較淺深度的地方同樣通過擴孔和鉸削工序加工并形成一個倒角;再可通過鏜削和擴孔形成兩個帶倒角的內(nèi)腔炕桨,隨后經(jīng)過鉸削處理至最終尺寸饭尝。
圖4(圖片編號 091856)
非標鉆削刀具和工藝專用于切削大量不同的復(fù)合材料肯腕,以實現(xiàn)最佳的加工結(jié)果,以及根據(jù)所用機床類型的不同使用合適的非標刀具坏表。碳纖維增強塑料(CFRP)是航空工業(yè)的復(fù)合材料加工領(lǐng)域中用到的主要材料缆月。復(fù)合材料加工中的裝夾刀具也悄然發(fā)生著變化,從最初的手持刀具到電動刀具幢堕、機器人再到CNC機床践涧。山特維克可樂滿的航空工業(yè)應(yīng)用中心為航空工業(yè)的復(fù)合零件制造商提供最合適的解決方案和技術(shù)支持。
圖5(圖片編號 101344)
一致性山乐、穩(wěn)定性和機床性能等因素會根據(jù)不同的應(yīng)用場合而有所變化岩视,從而對切削刀具的要求也會不同。CFRP材料通常含有鋁合金或鈦合金插凳,因此需要更加專業(yè)的切削刀具和工藝解決方案动院,以優(yōu)化加工過程∑缂幔基于山特維克可樂滿大量的標準產(chǎn)品芽堪,可以通過將各種不同的特殊槽形和材質(zhì)相互組合,以消除分層沛药、纖維碎裂和過多的毛刺苍煎,并為高效率加工的鉆頭提供適當?shù)哪湍バ院晚g性。采用直接壓制燒結(jié)技術(shù)能夠產(chǎn)生鋒利的柬焕、帶防護的切削刃审残,從而在所有的加工應(yīng)用中實現(xiàn)最佳的加工結(jié)果。
圖6(圖片編號 091863)
質(zhì)量在復(fù)合材料加工方面越來越受到人們的關(guān)注斑举,且與切削刀具的性能直接相關(guān)搅轿。即使是非常小的變化都很有可能在零件表面造成不達標的瑕疵。當加工復(fù)合材料時使用非標金剛石直接壓制燒結(jié)鉆頭進行優(yōu)化之后富玷,刀具的使用壽命將從15孔增加至100孔璧坟,同時,將需要的鉆頭數(shù)量從79減至25個赎懦。除此之外雀鹃,它還縮短了預(yù)設(shè)置、裝載和換刀所需要的時間励两。加工結(jié)果令人滿意黎茎,操作過程安全可靠!
(山特維克可樂滿)
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