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    山特维克可乐满:用于特殊钻削的非标刀具

    放大字体  缩小字体 发布日期:2022-09-14 05:15:07    来源:本站    作者:标准件之家    浏览次数:883
    导读

    内容摘要:目前,由于各种大型复合材料中要求加工的紧固件孔越来越多,机床面临的挑战就越来越变为大量的很深的和复杂的孔加工。这是两个完全不同的应用领域,但其共同点是为了获得令人满意的加工结果和具有竞争力的加工性能,必须使用定制化的刀具。  非标

    内容:目前,随着各种大型复合材料中需要加工的紧固件孔越来越多,机床面临的挑战也越来越深,孔加工也越来越复杂。这是两个完全不同的应用领域,但它们的共同点是,为了获得满意的加工效果和有竞争力的加工性能,必须使用定制的刀具。非标准刀具非标准刀具是指最适合完全或部分切削零件的刀具,它是基于已有的刀片、夹紧装置、手柄、接口等经过验证的标准概念;可能是有多个标准刀片的专用工具手柄,可以作为两把或多把标准刀使用;也可以是由特殊硬质合金材料和/或槽形制成的可转位刀片,其具有最高的使用效率,并且可以提供更长且更稳定的刀具寿命。非标准工具还包括不完整的标准。作为标准工具的替代品,具有偏差小的特点。当需要加工更复杂的零件时,零件的各种特征需要特殊的非标准刀具解决方案。这也适用于简单零件,因为非标准解决方案可以消除生产瓶颈。非标刀具作为最佳方案的场合有很多,包括绝大多数的加工范围、材料和行业类型,最常见的是能够代表大部分非标刀具的组合刀具方案。这些解决方案通常基于例如标准刀片、刀架、刀具接口、钻孔槽、防振系统或刀架夹紧装置的各种组合。性能独特的纯非标工具占非标工具总数的近四分之一,与标准工具相似的非标工具占四分之三。加工领域为深孔加工和复合材料零件加工。认为主要使用非标工具。这种复合材料主要是碳纤维增强塑料(CFRP)和通过堆叠金属来支撑复合材料的材料。深孔加工广泛应用于各个行业,主要是能源工业和航空工业。一些深孔零件通常看起来很难加工或开始加工,但这个问题可以通过使用定制的非标准工具解决方案的高效和安全的方法来轻松解决。图1(照片号042629)对于需要进行深孔加工的零件,首先需要钻一个很深的孔,然后进行不同复杂程度的切削加工。深孔加工的成功主要取决于标准刀具和非标准刀具的混合应用,需要根据非标准刀具的经验进行设计。这个基于T-Max bit 424.10的非标工具是单管系统应用的一部分。适用于深孔加工的非标刀具涉及深孔加工的零件,通常需要钻很深的孔,加工复杂程度也不同,如表面精度、型腔、孔径变化、形状、沟槽、螺纹、改变中心线方向等。深孔加工的成功主要取决于标准刀具和非标准刀具的混合应用,需要根据非标准刀具的经验进行设计。切削刃的槽形和材料,以及有效的冷却液和排屑共同作用,达到理想的加工效果,具有最高的穿透率和加工安全性。直径小于1mm的孔用硬质合金枪钻完成,但对于直径大于等于15mm的孔,对于直径大于18mm的孔,使用带焊接刃口的钻头和带可转位刀片的钻头,会使深孔加工效率更高。可转位刀片和现代钻杆系统为使用新型非标准刀具进行深孔加工提供了可能。全球深孔加工中心为各行业提供可用的开发、设计和测试资源,以促进零件加工的进程。除了小批量零件的应用,该中心还与需要较高零件产量和大量高质量孔的钻孔行业合作,如换热器和毛坯的生产。该应用中心拥有成熟的应用记录,以及成功应用于航空工业、能源工业和一般工程领域复杂孔高效加工的解决方案。

    除了单管或双管系统的简单深孔钻削外,有些刀具还适用于各种复杂和有限条件下的孔加工。该中心主要规划所需的工艺,为深孔加工刀具设计最合适、最高效、最安全的配套刀具,扩展刀具所能完成的切削特征,并提供技术支持。图2(照片号971387和992966)nextpage在深孔加工中,直径小于1mm的孔由硬质合金枪钻完成。对于直径大于18毫米的孔,使用具有焊接切削刃的钻头和具有可转位刀片的钻头,将使单管系统和喷吸双管钻孔系统中的深孔加工更加高效。山特维克科莱蒙全球深孔加工中心为各行业提供可利用的开发、设计和测试资源,以促进零件的加工技术。除了小批量零件的应用,该中心还与需要较高零件产量和大量高质量孔的钻孔行业合作,如换热器和毛坯的生产。例本例中,精心设计的深孔加工非标刀具可以加工石油勘探零件。要加工的零件将近2.5m长,需要钻底孔,然后加工复杂的型腔。使用非标准刀具解决方案的目的是为了获得紧密公差和获得优异的表面质量,这意味着需要用浮动铰刀钻和精加工直径为90mm的孔;之后需要通过扩孔、铰孔工艺在1.5m深度加工一个直径为115mm的孔;在孔的浅深度处,也通过铰孔和铰孔形成倒角。可以通过钻孔和铰孔形成两个带倒角的空腔,然后铰孔至最终尺寸。如果采用传统的加工方法,该零件的加工时间将超过30小时。如果使用非标准刀具进行深孔加工,加工时间将缩短至7.5小时。图3山特维克科莱蒙全球深孔加工中心制造的专用深孔加工工具为能源行业的零件加工提供了非标解决方案。

    决方案,它将加工时间从超过30小时缩短至7.5小时。该非标刀具解决方案为复杂孔提供了所需的精密公差和优良的表面质量。具体过程是先钻一个深孔,然后用浮动铰刀对其进行精加工;之后,在深度为1.5m的地方,通过扩孔和铰削工序加工出一个直径为115mm的孔;在孔中较浅深度的地方同样通过扩孔和铰削工序加工并形成一个倒角;再可通过镗削和扩孔形成两个带倒角的内腔,随后经过铰削处理至最终尺寸。

      复合材料的加工

      在某一工序中,将特定复合材料切削至最理想结果以及与机床或设备完全匹配需用到大量非标刀具。事实上,专用刀具的需求量相当大,约80%的刀具均针对特殊用途而设计,用于提供最佳性能和加工效果。这是对具有通用和特殊性能的标准刀具的补充。

      碳纤维增强塑料(CFRP)是复合材料加工领域中用到的主要材料。任何复合材料的特征和可加工性都是不同的。CFRP是加工业所面临的一大挑战,通常很难将其加工至具有竞争力的完美水平。当CFRP中堆叠有金属(例如铝合金或钛合金)时,利用切削刀具进行的优化加工便成为一个非标刀具专家考虑的问题。

      复合材料加工中的装夹刀具也悄然发生着变化,从最初的手持刀具到电动自动进给刀具、机器人再到CNC机床。一致性、稳定性和机床性能等因素会根据不同的应用场合而有所变化,从而对切削刀具的要求也会不同。

      质量在复合材料加工方面越来越受到人们的关注,且与切削刀具的性能直接相关。即使是非常小的变化都很有可能在零件表面造成不达标的瑕疵。非标刀具的加工工艺制定对于孔加工非常关键。

      钻削复合材料意味着需要对两种完全不同特征的材料--各种成分不同的纤维复合材料进行切削。新增的堆叠金属(例如钛)对材料增加了一种切削特质。采用直接压制烧结技术的聚晶金刚石(PCD)切削刃或PCD涂层硬质合金的孔加工刀具经设计后通常能够提供令人满意的钻削质量和较高的效率。在航空工业,有很多工序都需要钻削大量的孔,可以通过将各种不同的特殊槽形和材质相互组合,以消除分层、纤维碎裂和过多的毛刺,并为高效率加工的钻头提供适当的耐磨性和韧性。采用vein烧结技术能够产生锋利的、更耐冲击的切削刃,从而在所有的加工应用中实现最佳的加工结果。即使 在手工操作的电动钻机或手进给钻机常因操作者的不同而产生切削力的变化,这种刀具也可以适应,但此时,使用PCD涂层钻头是最合适的。

    图4(图片编号091856)

      非标钻削刀具和工艺专用于切削大量不同的复合材料,以实现最佳的加工结果,以及根据所用机床类型的不同使用合适的非标刀具。碳纤维增强塑料(CFRP)是航空工业的复合材料加工领域中用到的主要材料。复合材料加工中的装夹刀具也悄然发生着变化,从最初的手持刀具到电动刀具、机器人再到CNC机床。山特维克可乐满的航空工业应用中心为航空工业的复合零件制造商提供最合适的解决方案和技术支持。nextpage

      示例

      在该示例中,航空工业选择使用配有电动刀具的钻头,该刀具专用于堆叠有钛合金和铝合金的碳纤维增强塑料(CFRP)。此应用中的要求是保持孔的尺寸和表面质量,尽可能减少退出毛刺,同时实现很长的刀具寿命,以及针对两种不同的堆叠材料运用最大的切削参数。孔的直径范围为6~10mm。

      在这种情况下,最佳的解决方案是采用具有特别设计的槽形的直接压制烧结PCD钻头,该槽形的设计是在切削刃上有两个刃带,从而提高使用手持刀具(需要超高强度)进行钻削时孔的圆度,钻尖设计可以为手持应用提供额外的强度,并且允许钻头立刻进行自对中,同时操作员只需要使用最小的进给力。当使用导向套时,该非标钻头将在堆叠材料之间生成尺寸差异最小的孔。

      当加工复合材料时使用非标钻头进行优化之后,刀具的使用寿命将从15孔增加至100孔,同时,将需要的钻头数量从79减至25个。除此之外,它还缩短了预设置、装载和换刀所需要的时间。加工结果令人满意,操作过程安全可靠!

    图5(图片编号101344)

      一致性、稳定性和机床性能等因素会根据不同的应用场合而有所变化,从而对切削刀具的要求也会不同。CFRP材料通常含有铝合金或钛合金,因此需要更加专业的切削刀具和工艺解决方案,以优化加工过程。基于山特维克可乐满大量的标准产品,可以通过将各种不同的特殊槽形和材质相互组合,以消除分层、纤维碎裂和过多的毛刺,并为高效率加工的钻头提供适当的耐磨性和韧性。采用直接压制烧结技术能够产生锋利的、带防护的切削刃,从而在所有的加工应用中实现最佳的加工结果。

    图6(图片编号091863)

      质量在复合材料加工方面越来越受到人们的关注,且与切削刀具的性能直接相关。即使是非常小的变化都很有可能在零件表面造成不达标的瑕疵。当加工复合材料时使用非标金刚石直接压制烧结钻头进行优化之后,刀具的使用寿命将从15孔增加至100孔,同时,将需要的钻头数量从79减至25个。除此之外,它还缩短了预设置、装载和换刀所需要的时间。加工结果令人满意,操作过程安全可靠!

     
    (文/标准件之家)
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