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鄭州華晶金剛石股份有限公司

金屬刀具精益求精 助力航空制造業(yè)

關(guān)鍵詞 刀具|2009-08-21 00:00:00|來源 中國金屬加工在線
摘要 在航空航天制造發(fā)展的過程中,材料的更新?lián)Q代也呈現(xiàn)出高速的更迭變換,在未來航空航天制造中,一架飛機中復(fù)合材料、鈦合金、鎳合金和高溫合金的含量將占主導(dǎo)地位,特別是復(fù)合材料的高速發(fā)展,有...

  在航空航天制造發(fā)展的過程中,材料的更新?lián)Q代也呈現(xiàn)出高速的更迭變換,在未來航空航天制造中,一架飛機中復(fù)合材料、鈦合金、鎳合金和高溫合金的含量將占主導(dǎo)地位,特別是復(fù)合材料的高速發(fā)展,有取代鋁合金成為飛機制造應(yīng)用中第一材料的趨勢。
  
  雖然現(xiàn)在鋁合金的比重還比較高,但是在軍用直升機制造中已經(jīng)采用了更多的復(fù)合材料,目前商用飛機上復(fù)合材料僅占全機重量的40%~50%,而某些直升機早已經(jīng)達到90%以上。
  
  隨著高性能材料在航空航天制造中的廣泛應(yīng)用,對數(shù)控機床的性能、刀具專用程度的需求也進一步增強??霞{刀具作為世界上數(shù)一數(shù)二優(yōu)秀的刀具制造企業(yè),其在航空航天制造業(yè)中所使用刀具的專業(yè)程度可謂是精益求精。
  
  降伏復(fù)合材料(CFRP)的SPF鉆頭
  
  復(fù)合材料(CFRP)因具有很多優(yōu)點:強度高、重量輕、抗疲勞和耐高溫、耐腐蝕、不導(dǎo)電等特性,使其在國防工業(yè)、汽車和醫(yī)藥中被廣泛使用。由于以上綜合優(yōu)點,復(fù)合材料將大量地使用在機翼、機身、尾翼、推動裝置和著陸裝置中。但是,復(fù)合材料的種類繁多,其中碳纖維強化聚合物基復(fù)合材料應(yīng)用最為普遍,其加工性能也特別苛刻,一般的刀具無法實現(xiàn)高質(zhì)量的產(chǎn)品加工。因此,需要一種獨特的刀具來駕馭這種材料。
  
  SPF鉆頭
  
  肯納金屬通過一年多的研發(fā),開發(fā)出新型的專門針對復(fù)合材料的SPF鉆頭,SPF鉆頭的基體材料采用硬質(zhì)合金,表面是多層光滑的CVD金剛石涂層。特殊的鉆尖幾何設(shè)計,使得鉆頭的刃口十分鋒利,優(yōu)化的橫刃設(shè)計,使鉆頭的定心能力更好。這種設(shè)計使得鉆頭在加工過程中切削力大大降低,提高孔的質(zhì)量,避免產(chǎn)生分層和纖維不能切斷的現(xiàn)象。光滑的金剛石涂層的特點是耐磨性好,摩擦系數(shù)較小,使SPF鉆頭具有良好的使用壽命和排屑性能。新型SPF鉆頭的使用壽命至少是PCD鉆頭的2倍,而且其加工每個孔的費用至少降低50%。
  
  加工鈦合金和鎳基合金的專家
  
  在航空航天領(lǐng)域中,除了復(fù)合材料具有很好的前景和很難加工外,另外兩類家族的材料也與其不相上下,那就是鈦合金和鎳基合金。由于鈦合金具有密度低、比強度高、屈強比高、耐蝕性及高溫力學(xué)性能優(yōu)異等突出特點,不僅在用飛機上使用,而且在衛(wèi)星、運載火箭和飛船等國防工業(yè)中的應(yīng)用也很廣泛。但是在力學(xué)性能上,它們與復(fù)合材料的一個比較大的區(qū)別是韌性比較高。因此,相對復(fù)合材料來說,他們的加工特點也要有自己的專用刀具。
  
  對于鎳基耐蝕合金(HastelloyB\\HastelloyC)等材料,普通的銑刀很難完成加工或可以加工的刀具的加工效率很低,對此肯納公司推出了HarviII?系列整體立銑刀,此刀具是不銹鋼及鈦合金、鎳基合金加工的專業(yè)刀具,卓越的加工性能使其在加工中處于首選地位。
  
  特別是肯納新推出HarviII整體立銑刀的性能尤為突出,其特點是5刃、高螺旋角38°、帶刀尖圓角、標準長度、獨特的刃間非對稱設(shè)計、芯部拋物線形狀設(shè)計、AlTiN(MT)涂層更適應(yīng)高效率加工。
  
  對于飛機發(fā)動機、機翼等所用高溫合金零部件的加工中期性能極為突出的特點,在眾多的用戶進行試切加工時,這種刀具高的切削速度和大進給率使操作者感到震撼,他們之前使用了各種刀具進行加工都難以解決問題,而肯納的這種銑刀竟然在這么高的速度和極快的進給速度下進行切削是一件不可思議的事情。為此,Kennametal的HarviII?系列整體立銑刀,成為各飛機制造公司用于加工難加工材料的首選刀具。
  
  除了以上兩種專用刀具之外,還有兩種刀具也是針對不同的航空航天材料而專門設(shè)計的,它們就是用于加工高溫合金和粉末冶金高溫合金的須狀碳化硅結(jié)構(gòu)陶瓷KY4300刀片和加工航空航天用不銹鋼的帶有三個不等距韌帶的整體硬質(zhì)合金鉆頭。這兩種刀具也具有他們自己獨特的設(shè)計結(jié)構(gòu)。
  
  陶瓷KY4300刀片,其特殊的網(wǎng)狀晶體結(jié)構(gòu)使刀片具有極強的韌性,特別在加工高溫合金和高硬度鑄造材料時更具有良好的加工性能,在國內(nèi)外加工高溫合金和粉末高溫合金的加工中體現(xiàn)出卓越的加工性能,使用戶獲到驚奇的加工效果,其切削速度一般可達120~220m/min,是一款不可多得的專門加工高硬度高溫合金和鑄件材料的刀片材料。
  
  帶有三個不等距韌帶的整體硬質(zhì)合金鉆頭,其卓越的加工性能起到了取代鉸孔工藝的效果,被加工孔的圓度和圓柱度比原有的鉆頭提高4倍以上,孔的傾斜度幾乎為0,孔的加工精度達到了鉸孔的質(zhì)量效果。在保證極高的孔公差的前提下此鉆頭獲得非常高的加工效率,且鉆頭磨損后用戶也可以自己進行修磨,另外 Kennametal公司的整體硬質(zhì)合金鉆頭不需要鉆引導(dǎo)孔或中心孔,因此對于孔的加工效率的提高有極大的意義。
  
  兵馬未動糧草先行
  
  一個優(yōu)秀的刀具生產(chǎn)供應(yīng)商,不僅僅在于產(chǎn)品的質(zhì)量好壞,而更在于產(chǎn)品的售后服務(wù)和加工方案的解決。因為現(xiàn)在材料的難加工程度越來越強,刀具的專用程度也來越高,就是再好的刀具產(chǎn)品,如果使用不恰當也會加速降低刀具的性能和壽命。“兵馬未動,糧草先行”。再先進的刀具加工方案,沒有優(yōu)秀的刀具作后盾,各種產(chǎn)品的質(zhì)量保證和加工效率也都是紙上談兵。
  
  作為世界第二大刀具供應(yīng)商,肯納金屬不僅僅從刀具的基體材料出發(fā)研究刀具的性能,而且還從刀具的幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計、不同刀具型號的加工方案和專用刀具所加工的材料出發(fā),為客戶提供量身打造的各種性能材料加工所用的專業(yè)刀具和高質(zhì)量的方案及一條龍服務(wù)。

 

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