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行业动态

难加工材料的铣削和钻削加工

复合材料。对于航空航天应用,复合材料中的钻孔必须完整,不允许有干涉和影响后续组件加工工序的粗糙或磨损的纤维。

复合材料钻削的两个常见难题是材料分层和纤维未切断,特别是在工件的背侧或出口侧。钻削时,刀具的作用力向下压材料,随着钻头靠近出口侧,过大的作用力会导致钻头生硬地挤破(而不是钻削)孔的最后一部分。结果会造成复合材料纤维粗糙或磨损,而不是干净地切削,从而导致材料分层。

为了克服这些挑战,刀具公司通过在钻头上使用不同的钻尖角和螺旋角来尽可能减小钻头在材料上施加的进给作用力。应注意,一些钻头槽型会产生与其他钻头相比更小的进给作用力,性能更出色。

例如,140度的钻尖角(最常用于整体硬质合金钻头)在钻削复合材料时非常适合钻削多个孔。但不幸的是,只要刀具变钝就会失去效力。凭借用于加工复合材料的C1金刚石镀层整体硬质合金钻头,山高提供了一个具有两个钻尖角( 中心为130度角,钻头倒角上为60度角)的槽型。加工时,钻头的中间点先从孔末端退出,切掉孔的部分材料。这样,当60度部分退出时,钻头穿过材料的进给作用力会显著减少。因此,材料分层和未切削的纤维(如果有)会更少。

除了2刃金刚石镀层钻头外,山高还为复合材料开发了一种独特的3刃PCD尖钻头槽型。这种新型PCD钻头槽型的工作条件与标准复合材料钻头相同,但其效果更好,因为它的切削刃更多(三刃)。钻头有更锋利的切削刃且每转产生的进给作用力更小,特别是在退孔时。此外,与金刚石镀层相比,该钻头拥有完整的PCD钻尖,在多数情况下刀具寿命可延长多达四倍。

钛合金。在航空航天领域,大多数孔径都很小。对于小于1mm,******不超过20mm的直径,整体硬质合金钻头广泛用于钛合金和铬镍铁合金的钻削领域。

与铣削钛合金一样, 钻削工艺产生的热量也易于进入刀具中,而不是在切屑内带走。为了解决这一问题,钻头槽型通常都具有非常锋利的切削刃。通常,由于需要极为锋利的切削刃,用于钛合金的钻头都没有镀层。另外,镀层在一定程度上会增加摩擦,增大了热量生成。更重要的一点是,在加工后材料会收缩。因此,钻体上需要一个更大的倒锥。

铬镍铁合金。由于铬镍铁合金具有非常强的磨蚀性和硬化性,因此用于该材料的高效钻头槽型基本上与用于钛合金的钻头槽型相同。但是,该钻头槽型添加了镀层,以便增加耐磨性并减小摩擦。例如,山高使用氮化钛铝镀层来保护其铬镍铁合金钻头并延长使用寿命。

钻削铭镍铁合金时,需要使用较低的速度和进给量,因为该材料更硬、更难以切削。与铣削铬镍铁合金一样,在钻削时,该材料的切削性能也会发挥作用。在航空航天应用领域中,铭鎳铁合金组件的孔深通常不超过3xD。

镀层在提高航空航天钻削工艺安全性和生产率方面发挥着关键作用,山高等刀具公司一直致力于获得更好的控制和掌握钻头切削刃的处理技术。通过镀层的各种有效变化(如氢化钛铝)和对切削刃的控制,山高已能够开发出可将钻削速度和进给率提升一倍的钻头。

将来会对现有槽型进行更多的改造,以进一步提高钻头性能。很多这些微小变化只有在当今先进机床技术的帮助下才能实现或变为可能。每年进行数百万钻孔作业的航空航天制造商已经将他们的目光投向了这些特制钻头上。

结论

要高效地加工航空航天业中目前遇到的挑战性材料,关键是获得完整的加工解决方案,而不仅仅是获得一个产品。完整的刀具解决方案不仅包括必要的槽型和设计,还包括应用工程支持。人员的丰富知识和经验与先进的产品相结合,可以形成一个完整的解决方案并实现理想的结果。

零件质量和工艺安全性要求手头上拥有专为特定应用(无论是复合材料、钛合金、还是铭镍铁合金)而设计的******刀具。但是,该刀具必须从能够并且愿意提供刀具操作指导的供应商处获取,以实现最优性能。为了充分利用当今专为坚韧的航空航天材料而设计的先进刀具,教育和培训是关键。


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