制造業(yè)的所有階段都在生產(chǎn)高質(zhì)量零部件的過程中發(fā)揮了重要作用,刀柄幫助了許多制造商處理了航空航天工業(yè)領(lǐng)域所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)膛画。
如今的航空航天加工業(yè)燎隅,正面臨幾個刀柄方面的挑戰(zhàn)——加工材料很困難程堤,金屬切除率達(dá)不到要求,繁冗的組件還需要長而笨拙的道具懸伸扁奔。在這些情況下谍线,刀柄必須完美地執(zhí)行,并提供強(qiáng)大的夾持力暖谚、高精度和振動控制工斤,因為在航空航天工廠里,任何階段一個刀柄產(chǎn)生的故障都會導(dǎo)致時間和金錢上的巨大損失节猿。
為了避免這樣的結(jié)果票从,許多航空航天工廠用機(jī)械刀柄系統(tǒng)代替其他流行的使用熱力或液壓系統(tǒng)功能的刀柄系統(tǒng)。先進(jìn)的機(jī)械刀柄系統(tǒng)不僅提供了高水平的夾持力沐批,而且還為極低的TIR率提供最有可能的振動衰減纫骑,以提高刀具壽命,并提升零部件表面光潔度。
航空航天工廠選擇機(jī)械系統(tǒng)的主要原因之一是簡單明了的:他們經(jīng)歷了多次失敗先馆,往往是由于刀具拔出发框、振動或者跳動。例如煤墙,我們可以想到梅惯,一個典型的具有JIT配送環(huán)境的航空航天工廠,已經(jīng)將一星期的加工時間價值轉(zhuǎn)化成一個巨大的飛機(jī)翼梁仿野。然后铣减,在加工過程結(jié)束的時候,銑刀退出刀柄脚作,此時飛機(jī)翼梁只變化了0.060"這樣一個不明顯的量葫哗。
舉例來說,從一塊價值10萬美元的鈦合金原料板上加工一個大型航空航天組件是不罕見的卓瞻,當(dāng)其完成四分之三時就已經(jīng)價值50萬美元了笤吵,所以除了所浪費(fèi)的加工時間外,在這一點(diǎn)上如若退出刀具更扰,將會造成巨大的損失叹倒。
舉例來說,從一塊價值10萬美元的鈦合金原料板上加工一個大型航空航天組件是不罕見的装呢,當(dāng)其完成四分之三時就已經(jīng)價值50萬美元了甩芦,所以除了所浪費(fèi)的加工時間外,在這一點(diǎn)上如若退出刀具乌烫,將會造成巨大的損失练歇。
防止刀具拔出
為了努力地防止切削刀具的拔出,航空航天工廠往往會采取自己動手的方法躯橡。這些自制解決方案包括在刀具里利用電火花工藝加工一些孔等跳,這樣便可以將驅(qū)動銷插進(jìn)孔里使刀具保持原位查奉。
雖然機(jī)械刀柄系統(tǒng)提供了令人難以置信的控制能力廉屑,但是模具制造商還是通過鎖定刀具來防止其拔出這樣的方式,以此來繼續(xù)積極地發(fā)展能提供更高安全性的機(jī)械系統(tǒng)档玻。
“隨著系統(tǒng)可以更改一個切割工具的刀柄怀泊,刀架制造商通常會開發(fā)一套專利系統(tǒng),并同意切削工具公司為了特殊的刀架系統(tǒng)而修改他們的切削工具.”
也有其他的鎖定系統(tǒng)误趴,使用特殊的ER夾頭來增加長度霹琼。這個額外的固體部分將有一個凸節(jié)或銷,由于工具會轉(zhuǎn)向夾具背面的位置從而使得這個凸節(jié)或銷能夠嵌入在切削工具的凹槽里凉当。鎖住系統(tǒng)凹槽的末端位置是很可靠的枣申。
這樣做的缺點(diǎn)是,切削刀具凹槽末端很少是直的,因此由于刀具末端有一個典型的錐狀物存在忠藤,從而在刀具對接的時候就不會有牢固的插孔挟伙。為了獲得最大的保持力,整個彈簧夾頭必須夾緊切割器模孩,但由于夾頭頂部有一個固體部分尖阔,所以僅僅需要將夾頭的背面夾緊即可。
相對于刀柄上的標(biāo)簽或者磨削出的特殊凹槽圖案榨咐,使用了一種特殊的螺紋嵌件或鍵疫题,從而不再需要改變刀具。只要刀柄有一個普通標(biāo)準(zhǔn)的韋爾登型平面忿韧,就可以讓工廠使用任何現(xiàn)成的工具韧似。
為了將切割器鎖定到位,刀具系統(tǒng)的小插件被放置在切割器的韋爾登型平面上成止。插入件的底部剖面與韋爾登型平面相匹配墩沸,且其外露的螺紋與PG筒夾的內(nèi)部螺紋相匹配。用戶將插入件保持原位响攘,同時將工具滑至夾頭址嘴。夾頭被旋轉(zhuǎn)以便它的螺紋與插入件吻合,然后想盡一切辦法將工具擰緊到夾頭上千有。該切割器的夾頭組件被壓入到一個powRgrip刀具系統(tǒng)中蚀弹,并且一個特殊的外部螺母擰緊到托架上,以增加拔出的安全性胶向。
據(jù)麥克亨利說减叫,航空航天工廠一直在研究,希望使得刀具壽命變得更長裕坊。當(dāng)為渦輪葉片加工特殊材料時包竹,例如,得到了額外的幾分鐘切割時間籍凝,或者甚至使用一個切割工具可以多加工出一個零部件周瞎,可能看起來像是不起眼的收益,但這些都意味著成本的顯著減少饵蒂,并且節(jié)約了時間声诸。此外,許多用于航空航天領(lǐng)域的刀具價格都很昂貴退盯,而且常常在變鈍后不能重新被磨快彼乌,所以在這些情況下較長的刀具壽命可以降低工具的成本。
采用如今的先進(jìn)刀具來實(shí)現(xiàn)壽命的最大化在很大程度上取決于它們連接到機(jī)床主軸的刀柄渊迁。由于在航空航天工廠里機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給率持續(xù)增加慰照,所以刀柄的減振能力成為更重要的因素。如果刀柄控制得更好或者能更好地減振,那么刀柄的TIR則會更緊毒租。而刀柄的TIR更緊膏萧,將會有助于提高工具的壽命,以及提高零件的精度和表面光潔度挖毅。
機(jī)械刀具夾緊系統(tǒng)可以提供低至大約幾微米的TIR等級尤稍。例如powRgrip刀具可確保同心度(TIR),工具長度達(dá)到3xD(直徑)時其偏差低于3μ(0.0001")倡搞,并且長度在調(diào)整前其重復(fù)精度小于10μ(0.0004")弓匪。
由于刀柄和夾頭之間具有功能性的接觸面,將會實(shí)現(xiàn)更大的減振效果哥峡。這種刀具要比非機(jī)械系統(tǒng)如熱縮刀具擁有更好的吸振功能盲拣。
振動產(chǎn)生于切割工具,或者甚至來自于獲取加工零件的夾具系統(tǒng)——通過切割工具惋蛉,進(jìn)入刀柄系統(tǒng)摘裕,再到機(jī)床主軸,最后回來進(jìn)行工件表面光潔度的加工鹅但。振動得以發(fā)生是由于沿主軸刀架接口的任何地方都不能吸收振動拥耍。
刀具系統(tǒng)通過創(chuàng)建麥克亨利所提到的材料斷裂來吸收振動。吸收振動的過程始于一個切割工具协熙,其主要由高速鋼审拉、硬質(zhì)合金和鈷制成,且每一種材料都有其固有的振動頻率或諧波饲窿。切割工具被固定在一個夾頭中煌寇,該夾頭也是由一種特殊類型的鋼制成,然后將切割工具插入到一個由一種不同類型的鋼制成的刀架中逾雄。
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