航空航天业的主要特点是需要将高温超合金加工成具有极其严格公差率、小批量生产、需要对产品的质量进行严格的检查和控制以及加工成本较高的复杂零部件。因此许多大的公司选择了对他们的产品制造进行高达70%的外部采购,每一个机器制造车间都在寻求有助于降低生产成本的新技术和解决方案。 

       在航空航天机械加工业中,面对一些行业内所共同遇到的技术难题,如果能够制定新的解决方案来进行解决,那么对保持一家公司的竞争力来说就起到了关键性的作用。

       Emuge精密工具公司的Softsynchro攻丝夹头产品能够应用于高温超合金的攻丝加工处理。

       由于超合金在高温下所具有的耐磨性和抗逆性,因此对超合金进行加工是一个众所周知的难题。但同时也是因为这一特性使超合金能够适用于航空航天工业。具体来说,对这种材料进行加工需要高度专业化的工具,在较低的每分钟表面切削英尺(SFM)下,淹没在较高润滑度的切削油中,或处于隐藏的环境中进行。在一些加工处理解决方案中使用铣削螺纹对这些材料进行处理,以避免在加工过程中产生孔洞,但是,这个方法由于需要及时生产的时间限制,以及越来越复杂的设计而并不能够常常适用。切削工具使用寿命的缩短、夹头的损坏以及螺纹的质量问题往往会蚕食掉产品的利润率。在数控机床(CNC)的工作环境中,仅仅依靠使用正确的攻丝夹头和润滑对于延长工具的使用寿命和满足行业所需的产品可靠性来说是远远不够的。

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高温超合金的挑战 
       在切削工具行业中,攻丝夹头是一种独一无二的工具,因为它们是在静态的进给速率以及需要与工具的地面间距同步的情况下能够使用的唯一一种切削工具。如果这个精确的进给速率产生任何的偏差就会产生诸如螺纹超出尺寸范围、工具过早地磨损和破损、攻丝夹头破损等问题。由于加工工艺的不精确也会导致数控机床(CNC)在攻丝加工的过程中产生这些问题。因此,在航空航天工业的应用中最大的变数来自于加工材料的选择。 
       在使用铁或钢作为原材料的应用中,高速的运转会产生较高的热量,使得材料的材质变得柔软,更易于进行加工,并能降低对所使用的切削刀具所产生的压力。但是使用镍基的超合金,它的材质会依然保持坚硬,并且向切割刀头反射热能,这样会使得切割工具产生磨损和边缘的破裂。这个缺点会使攻丝夹头产生推动材料的情况而不是对材料进行切割,并且可能在接触点产生加工硬化。

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       由于攻丝夹头的周围都包裹着坚韧的材料,这使得它也必须面对高温/ 热膨胀的问题。在切割冷却后,所产生的孔洞会嵌入到攻丝夹头中。这就是为什么高润滑度的攻丝油或液的使用是绝对必须的。所有的这一切都会对切削齿产生较高的扭矩载荷,并增加了攻丝夹头的轴向力作用。 
       在攻丝夹头克服了加工硬化、增加的磨损和热膨胀压力等困难之后,它还必须回复到一个完全夹紧的状态,并穿过一个非常坚硬的薄片,进入到一个盲孔的应用之中。在刚性的攻丝加工环境中,所有这些额外的切削力将直接影响到攻丝夹头的切削刀刃,造成刀具的老化。Emuge公司的攻丝夹头解决方案能够通过他们的模块化Softsynchro攻丝夹头技术吸收和抑制这些作用力。 
       耐高温合金的构造是用于作为热的抑制剂,它能够抑制刀头升高的温度,并且使高温远离材料。攻丝夹头表面升高的温度会拉长整个攻丝夹头,因此在室温下测量的长度和在工作温度下测量的长度可能会达到几个千分之十英尺——足以对螺纹的两侧造成过度的磨损。 
       Emuge公司的专利刀柄设计,能够在攻丝循环过程中将所产生扭矩和轴向力传递并分离出去。模块化的筒夹式刀柄,KSN /HD/ Softsynchro 产品与主轴同步能够保证刀具最佳的使用寿命和最佳的螺纹表面质量。两个高精度的磨片、刀身以及刀柄通过使用一个专利的高弹性弹簧来吸收轴向力,从而有效地分离了主轴和攻丝夹头,提高了攻丝夹头的使用寿命和性能。主轴的扭矩通过安装在精密的接地槽中的滚珠轴承转移到攻丝夹头上。这些球槽能够最大限度地降低扭矩传递球的滚动摩擦,以保证在刚性的攻丝加工循环过程中能够精密地对误差进行微校正。由于在切割过程中可能会产生小孔距的差异,因此攻丝夹头必须有效地利用冲击以防止过度磨损,而球型轴承可以顺滑地进行滚动,并将扭矩从主轴完整地转移到攻丝夹头上。 


Softsynchro 技术的优势 

       在经过三次螺纹撕裂和八次攻丝夹头破损之后,新英格兰(New England)航空航天制造商联系了Emuge公司,希望能够寻求一个能够在718铬镍铁合金上进行0.600" 深的STI 1 / 4-28螺纹的攻丝解决方案。一位Emuge公司的工程师推荐使用STI REK.1DF-NI TICN攻丝夹头,以及为铬镍铁合金所设计的可变螺旋角。再配合Emuge攻丝液的使用,对运行的参数设置进行一些改变以及技术人员的支持,这个攻丝夹头进行了10次攻丝螺纹操作,只在第一个切削齿产生了一点碎屑。顾客感到非常满意,Emuge 公司的工程师想要将这一过程推进到一个更高的层次。他们与分销和区域经理密切合作,技术人员希望能够为客户提供一个用于测试的攻丝夹头以进一步地节省成本。Softsynchro夹头能够延长多达四倍攻丝刀具的使用寿命,并且使螺纹更加清晰。该系统能够很快地收回投资成本,提供了一个从主轴到工件的总体解决方案。 
       下一个所遇到的困难是客户会使用多少种不同的机器进行攻丝操作。如果需要为不同的机器主轴购买10个不同的攻丝夹头,并且它们不会都被经常使用,那么成本是比较昂贵的。Emuge公司为客户提供一个1" 圆柱柄以及Weldon 扁钢,通过精密度、短柄适配器的组合,能够适用于品种繁多不同类型的主轴。从CAT到HSK,刀柄的数量减少到了两个,并使用四个不同的适配器。作为成本中的一小部分,适配器是一种高效、节约成本的解决方案。(end) 
最后一次编辑于2016-12-22 08:44 点赞 | 0

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