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刀具如果不好,开发的机床再好也是徒劳
[2014-12-19]

Novator公司已提出了机床概念,而山特维克可乐满则开发出立铣刀,从而为航空工业的客户应用提供完整的解决方案。
山特维克可乐满商业项目经理Lars Lindstedt表示:“此次合作的巨大收益不仅是使最终客户获得完整的解决方案,同时也让我们及Novator公司对机床的加工方式以及切削数控刀具的影响有了更好的理解,这对进一步的发展很重要。”螺旋铣孔这种加工方法,是切削刀具同时以轴向和水平方向对一个孔径大于数控刀具直径的开口进行加工,仅需一套刀具便可对不同尺寸的孔进行复杂的钻削操作和精加工。此种方法成功地应用于复合材料及金属板的钻削。
Lindstedt解释道:“这对我们来说是一个挑战。我们通常是根据特定材料类型来开发数控刀具。而这次则是要求使用同一种数控刀具同时加工CFRP和钛两种不同的材料。”

2011年,在山特维克拜访了美国波音公司的研究与技术中心后,合作正式启动。
Lindstedt说:“我们希望了解我们的标准立铣刀能否在他们的螺旋铣孔工序中发挥作用。起初效果并不太好,但是经过多次拜访Novator,我们对立铣刀作出了改进,优化了其加工工艺。”
螺旋铣孔具有多方面优势。它使用直径比所需钻孔小的数控刀具,这样就可以利用气隙,使加工过程不至于过热。由于切削阻力较小,钻孔质量得到提升。无论是干式切削还是微量润滑都可以使用,这对切削CFRP-钛材料叠层板非常重要。干式钻削不需要冷却液,无需进行清洁,因此比较环保,安全系数高,成本也较低。螺旋铣孔加工方法仅产生少量切屑,易于排出,也降低了划伤工件表面的风险。因此,在进出孔口的部分不会产生分层,数控刀具寿命长,工艺安全性和生产效率亦得到提升。
原理相当简单,不妨想象一个普通钻头围绕自己的轴旋转,然后再加上圆周运动。这种轨道运动很容易理解,但是,细节决定成败,改善这种技术以达到飞机制造业的要求花费了相当时日。在90%的情况下钻出优质孔洞的成功率还不足够,必须达到99.9%的成功率。而这最后的10%是很难达到的。”

这项工艺的关键是让数控刀具在CFRP和钛材料上都能以高效率操作,这就是山特维克可乐满能大展拳脚的地方。
Novator公司对设备所使用的技术做了些许调整,而山特维克可乐满则研发和测试了新一代立铣刀,以优化切削工艺,达到理想效果。最初,立铣刀是被送往Novator公司来进行测试钻削、测量、质检和数控刀具寿命评估的,从而调整工艺参数。自2012年起,山特维克可乐满在英国谢菲尔德的圆柄刀具研发中心也已拥有了一台Novator公司的螺旋铣孔设备,用来进行数控刀具的研发设计。
Novator公司负责研发的Björn Pettersson表示;“我们的目标客户是对产品要求非常高的超大型企业,所以我们需要一个可靠的长期合作伙伴。山特维克可乐满对我们的技术有着深入了解,能找出符合要求的最佳立铣刀。例如,山特维克可乐满提供的立铣刀通常都是用来
钻出最大、难度最高的孔。”
在新一代螺旋铣孔的设备中,山特维克可乐满将扮演更为重要的角色。部分机床采用了山特维克可乐满的可换头式模块化数控刀具夹紧系统。该系统将刀头,夹套和刀杆集成为一体,大大增强了稳定性。
Andersson表示:“山特维克可乐满不仅是刀具供应商,也是合作伙伴 —— 非常重要的合作伙伴。如果数控刀具不好,开发的机床再好也是徒劳。”

787梦幻客机采用了独特的螺旋铣孔技术,由波音研究与技术中心于2013年9月在加拿大蒙特利尔的国际SAE航空技术大会上展出,来自全球各地的航天航空专家齐聚一堂。这是Novator公司的又一殊荣。


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