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【科普知识】有效加工各种复合材料的秘诀大全

发布时间:2022-01-26 01:51:44   作者:爱游戏体育首页   来源:爱游戏体育平台官网

  结合材料以增加其强度的做法与所记录的历史一样悠久。这包括每天使用的复合材料(例如混凝土)或更新的复合材料(例如玻璃纤维)。如今,追求更轻,更坚韧零件的制造商可以使用碳纤维增强聚合物(CFRP)等材料以及其他高级粘合剂和由各种金属,陶瓷和塑料制成的增强纤维的其他组合。这些材料的重量可能比大多数金属要强,但其组成给企业带来了许多困难。复合材料(例如用于涡轮叶片制造中的复合材料)的机械加工通常是干燥的,会产生热量,这些热量会导致某些类型的刀架振动并在加热时失去夹紧力。为了解决这些问题,制造商可以合并Rego-Fix的powRgrip支架。

  复合材料的高拉伸强度意味着制造商需要坚韧的切削工具,就像使用超级合金和其他难以加工的材料一样。但是,对于复合材料,除非使用超韧多晶金刚石(PCD)工具,否则大部分强度都来自增强纤维,这些纤维具有极强的磨蚀性,并且往往会大大缩短切削工具的使用寿命。

  这些先进且通常昂贵的PCD工具可以更好地处理复合材料的磨蚀性,但仍然存在其他挑战。例如,CFRP和类似材料在加工时通常会产生粉尘,而不是碎屑,在这种情况下施加冷却液通常只会产生会迅速损坏机器的研磨浆。此外,在航空航天和医疗等行业中,冷却液污染复合零件的风险已导致对其使用的严格规定。因此,通常将复合材料切成干,并使用集尘系统保护操作员并清除切屑。

  复合材料的独特成分进一步使机加工操作复杂化。在许多情况下,如果保守地接近复合材料,复合材料将面临分层的威胁,未切割或拉出的纤维会污染孔或各种材料层。为了解决这个问题,制造商采用了更高的速度和进给速度。为了获得最佳效率和表面质量,建议使用主轴转速超过20,000 rpm的高性能机床。

  然而,在干燥条件下执行高速加工操作意味着温度成为问题。切割复合材料时产生的切屑几乎不会带走工具产生的热量,当工具进入和离开切口时会导致快速的加热和冷却循环。这会在工具和刀夹上产生大量的热应力。

  通常可以设计出具有创新涂层和几何形状的工具来处理热循环,但即使是最尖端的工具也将在无法处理热量的刀架中挣扎。某些类型的刀夹在加热时会出现振动增加和夹紧力降低的趋势,这会迅速增加跳动。考虑到PCD工具的费用,由次要的工具保持性能导致的工具和刀架寿命的减少,使得即使是最高效的过程也无法获利-并对经常需要在加工前进行大量投资的零件造成重大风险。

  为了实现真正的最佳复合加工,制造商需要一种能够解决这些材料所带来的所有挑战的刀具夹持解决方案。Rego-Fix的powRgrip刀柄系统就是其中一种解决方案,专为类似的高速,高性能切削策略而设计,其先进的功能使其非常适合复合加工。

  与需要热量来夹紧和松开的刀柄不同,powRgrip使用独特的液压压配合组件安装系统,该工具可以用9吨的力将刀具机械夹紧在夹头中。这样产生的额定夹紧扭矩为1,100 Nm,即使在最高转速下也足以进行拔出保护。该机械接口不受热的影响,因此,无论复合加工期间产生的热循环如何,它都可以保留其所有夹紧力。

  除了处理这些材料常见的热效应外,powRgrip还为制造商提供了其他优势。这些刀架的总系统跳动(TIR)≤0.0001“(3 m),长度调整重复性

  <0.0004”(10 m),可提供高精度。刀柄本身在设计上达到了g2.5的平衡,陡锥刀柄为20,000 rpm,hsk刀柄高达90,000 rpm,这确保了即使在复合加工过程中,即使在极高的速度下,刀柄也能保持其精度。这使得在钻孔,铣削和仿形时更容易获得高质量的表面光洁度,而在满足能源和航空航天等苛刻行业的客户需求时,这是一个至关重要的因素。

  这些行业还经常要求制造商在高质量设备上进行投资,而保护这些投资至关重要。值得庆幸的是,强大的刀夹到夹头和夹套到刀柄的界面不仅可以提高精度和更大的夹紧力,而且还使powRgrip在减振方面非常有效。因此,高性能PCD工具和高速主轴的使用寿命可以最大化。

  高夹紧力,低总系统跳动和减振的结合使powRgrip在过程安全性方面很有用。对于任何高价值的工件,制造商都无法用拉出或钝的工具来报废零件,而且由于计划外的维护而导致的停机时间使履行对客户的承诺变得更加困难。借助powRgrip,车间可以实现完全安全的流程并更好地预测其维护需求。

  复合材料的使用继续提供车辆的耐用性和轻量化,例如摩托车零件。Rego-Fix等系统提供的刀柄可确保以超过20,000 rpm的主轴转速切削材料时的最佳性能。

  该系统还可以通过提高效率和最终零件质量的选件进行扩展。桌面安装单元将夹紧和松开的时间减少到几秒钟,而可选的secuRgrip夹紧夹头,刀架和附件则可为特别艰苦的应用提供更高的精度和拔出保护。通过5年的20,000个周期的保修,powRgrip用户可以确保他们将始终达到保证的0.0001英寸(0.00254毫米)跳动。

  无论是生产高性能滑雪板、风车外壳、直升机旋翼桨叶还是赛车车身,使用复合材料的商店都面临着独特的挑战。为了克服这些障碍,可以利用高性能机器和PCD工具之类的解决方案来获得更好的结果,而powRgrip之类的工具夹持解决方案则可以保护这些投资,从而提高准确性,过程安全性和零件生产效率。