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挑战:如何满足航空航天业对加工复杂材料的要求?
解决方案:选择轨道钻削,以提高生产效率并削减成本。

在飞机制造中,将先进碳纤维强化塑料(CFRP)复合材料与金属叠层(如CFRP钛和CFRP铝等)结合使用的情况越来越多,这对钻孔加工提出了特别的挑战。在这些材料上钻孔会造成孔公差、排屑、热积聚、润滑等方面的困难,并会产生飞边、刀具磨损、分层和CFRP毛刺等问题。

轨道钻削正越来越多地用来解决此类与复合材料相关的诸多问题,以提高生产效率并降低生产成本。山特维克可乐满正与航空航天业轨道钻削解决方案的世界领导者瑞典NovatorAB公司紧密合作,开发各种刀具解决方案。Novator的轨道钻模式结合山特维克可乐满特制开发的立铣刀,为客户应用提供完整的解决方案。针对航空航天业,Novator提供一系列便携式轨道钻削装置及附件。

轨道钻削的好处是使复杂钻削和精加工作业只用一种刀具即可完成。其实,轨道钻削加工方法是让切削刀具同时进行轴向和水平移动来加工比刀具直径大的开口,这样就可以使用一种刀具实现多种尺寸的孔加工。硬质合金铣削刀具的各种不同设计满足了轨道钻削的不同功能和应用。不同的刀具槽型和涂层为每个应用创造了最佳刀具方案。

由于有空气间隙,使用比钻孔更小的刀具直径可降低加工时所产生的温度。而低推力使孔的质量更高。可以使用干加工或最小量润滑,这对CFRP钛金属叠层非常重要。由于干加工无需液体冷却剂,无需事后清洁,因而既环保,又提升了操作员的安全性,也不那么昂贵。轨道钻削法产生的切屑量少,易于排空,从而降低了刮花表面的风险。

由于一次就能完成孔的加工,定制刀具额外的任务需求大幅降低。这样就不会在孔的进出口部位造成分层,延长了刀具的寿命,并提高了工艺安全性和生产效率。

山特维克可乐满为特定的客户提供项目开发和测试立铣解决方案。开发立铣刀时,至关重要的是使径向力降至最低程度,以避免刀具弯曲。以该方法加工出的孔具有正确的尺寸,无毛刺或毛刺很小,切屑量少并易于排空。

由于延长了刀具寿命,对不同类型刀具的需要减少,因而每孔成本得以大幅降低。切削刃与表面只有部分的间歇性接触,加上空气冷却避免了过热,从而延长了刀具寿命。由于一种刀具即能完成孔加工,并能铣削不同尺寸的孔,这使刀具库存得以大幅减少。由于一次操作即能完成装配,往往能够显著缩短总生产时间。

有些最新型飞机使用了超过50%的CFRP,因此需要具有成本效益和安全性的工艺来满足此类难加工材料的需求。

结语

随着航空航天业中先进复合材料的使用的不断增加,加工上的挑战也出现了。山特维克可乐满正与领先的轨道钻削工具制造商Novator合作,为钻孔加工开发特别的刀具解决方案,使在复合材料和复合金属叠层材料上钻孔这一最困难的工序中提供精确和更具成本效益的解决方案。

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