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难切削材料的铣削和钻孔
来源:莱万特工具 | 作者:莱万特工具 | 发布时间: 2021-12-02 | 2592 次浏览 | 分享到:
得益于工具机和铣削技术,复合材料、钛合金和铬镍铁合金等材料已经从过去几乎无法加工发展到航空航天制造商现在能够自信高效地加工它们的阶段。先进的、专用的整体立铣刀和钻头可带来更好的过程控制和一致性,以克服这些材料的加工挑战。通过将各种创新涂层和凹槽与先进的加工技术和方法相结合,这些特殊立铣刀不仅提供了工艺安全性,还提高了生产效率和产量

目前,减轻飞机重量的目标促使航空航天工业采用越来越多的特种材料,如复合材料、钛合金和铬镍铁合金。此类材料比普通材料重量更轻,强度更高,但在加工时,尤其是铣削和钻孔时,它们各自具有不同的加工难度。在铣削和钻孔操作中,航空航天制造商通常使用整体硬质合金立铣刀或整体高速钢立铣刀。在这样的过程中,制造商必须达到尽可能高的质量水平——通常是通过密切监控和维护过程安全。虽然人们担心零件的成本,但在大多数情况下,生产完美的零件是当务之急。

得益于工具机和铣削技术,复合材料、钛合金和铬镍铁合金等材料已经从过去几乎无法加工发展到航空航天制造商现在能够自信高效地加工它们的阶段。先进的、专用的整体立铣刀和钻头可带来更好的过程控制和一致性,以克服这些材料的加工挑战。通过将各种创新涂层和凹槽与先进的加工技术和方法相结合,这些特殊立铣刀不仅提供了工艺安全性,还提高了生产效率和产量。


一,铣削加工材料

1.复合材料

碳纤维增强复合材料 (CFRP) 加工在航空航天工业中蓬勃发展。但是,由于此类材料极其耐磨且坚固,因此很难用传统的整体立铣刀进行加工。此外,加工必须防止分层的发生,即各种碳纤维层的分离。通过使用带有特殊表面涂层的坚硬、锋利的整体硬质合金刀具,可以轻松应对这些挑战。


常用的两种涂层工艺是物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD),此外还有一种先进的切削材料多晶金刚石(PCD)。 PVD涂层是物理工艺,包括氮化铝、氮化铬和氮化钛,并具有大约 3000 维氏硬度。化学形成的 CVD 涂层比 PVD 涂层硬三倍以上,硬度等级达到 10,000 维氏。PCD 刀具使用整体 PCD 板,可以通过铜焊接将其固定到整体硬质合金基体上。


对于开槽,高效的复合材料刀具使用低螺旋角来减少材料片上的轴向力,以防止发生分层。此外,带有左右螺旋的整体立铣刀也是加工复合材料的有效槽型。这些刀具通常被称为压缩刀具,在侧铣中,它们将切削力引导到工件厚度的中心并对其进行压缩以保持板材完好无损。不仅如此,这种整体式立铣刀类型也有利于复合材料的更灵活切削。


虽然压缩立铣刀是一种常见的方法,但诸如 WOTEK 等立铣刀公司已经开发出具有不同新凹槽类型(例如双螺旋)的压缩立铣刀。例如,WOTEK 开发了这种类型的双螺旋压缩刀具的两个版本。一种具有较少的切削刃以提供更大的切屑间隙,并且在切削刃上有一个断屑槽,主要用于粗加工(图 1);另一种是多刃整体立铣刀,切削刃光滑,没有断屑槽,可提供理想的精加工性能。

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