“测量两次,切割一次”是制造业中常见的表达,但当加工难加工的材料时,这是说起来容易做起来难。这就是为什么当一家全球航空航天制造商试图在提高孔质量的同时,减少整个钻井过程的第二阶段时,他们求助于金属切削专家。Sandvik Coromant公司的全球产品经理James Thorpe解释了钻头的设计对于生产更高质量的井眼是如何不可或缺的。
大多数制造商正在探索新的供应商基础和产品。因此,曾经专门从事某一生产领域的机械车间现在正在打开他们的数控车床和铣床,以更广泛的坚韧和具有挑战性的材料。与此同时,制造商必须探索在不牺牲产品质量的前提下增加利润和缩短周期的新方法。
换句话说,现在是时候让制造商重新思考如何钻洞了。
白色的东西
对于想要涉足航空航天领域的航空航天制造商或通用工程公司来说,孔表面完整性是一个非常重要的问题。更好的孔质量对于防止部件故障是至关重要的,并由用于加工或精加工孔的制造工艺决定。
模具解决方案和钻头的尖端几何形状不断发展,以满足最高的制造和零件质量标准。冷却剂也被更有效地用于减少工具中的热累积。测试发现,这些因素中的每一个都可以控制所谓的“白层”对工件材料的影响。
一个航空航天制造商创造了这个词。它是指组件钻孔后观察到的细、超细晶粒结构,是由钻孔的热量引起的。白色的层不仅会改变材料的表面性能,而且在客户的质量管理过程中也被认为是不可接受的。
该制造商采用严格的孔精加工工艺在航空航天部件上钻孔,包括涡轮盘、压缩机、鼓和轴。这就是为什么它选择与山特维克科罗曼特合作,研究白色层形成的原因以及如何控制它。
第二幕
第二次加工是在硬质合金钻开孔后进行的,包括扩孔、切入或铣削以完成零件。第二阶段主要是为了满足表面完整性要求和减少白层等问题,而不是尺寸精度,除非加工公差紧密的孔。
从整体成本的角度来看,二次加工甚至比维护低切割数据更昂贵,这是另一种保持表面完整性的方法。这就是为什么用户想要研究完全取消这个过程的原因。如果供应商的产品能生产出符合尺寸的孔,而不需要任何二次加工,就能大大降低每件成本。
为了探讨白层产生的原因和防止白层产生的可能方法,对高强度镍铬材料铬镍铁合金718进行了四次钻孔试验,铬镍铁合金718是一种流行的航天材料。这是该用户第一次进行此类调查。
该测试评估了使用CoroDrill R840和CoroDrill R846这两种整体硬质合金钻头的钻进情况。分别在58mm /min和98mm /min两组不同的切削参数下运行,转速分别为829和757转/min。在整个测试过程中测量切削力和扭矩数据,以及白色层的厚度。
R840已被-GM几何CoroDrill 860取代,R846已被-SM几何CoroDrill 860取代。这些工具都是为了在不影响孔质量的前提下提高工具寿命而设计的。
这一结果为白色层厚度的成因提供了深刻的见解。特别值得注意的是,R846由于其弯曲和径向切割边缘的制备,产生的白色层较少。同时,在R840的切削刃上施加的直切削刃和倒角被认为与切削力、扭矩和白层厚度的增加有关。因此,该钻头的设计决定了在不牺牲切削数据的情况下,是否可以在减少白层的情况下获得高孔质量。该公司还取消了一些二次加工,如扩眼和切入铣。
该系列包括CoroDrill 860,具有-GM (CD860-GM)几何形状,设计为在所有行业领域具有挑战性的ISO P, M, K和H材料钻井的良好全面性。CoroDrill 860具有-SM几何形状(CD860-SM)设计用于加工ISO S等级,如高温合金(HRSAs),钛和铬镍铁合金。事实证明,后者在航空航天领域尤其受欢迎。
有了CD860-GM和CD860-SM, Sandvik Coromant的工程师将更长的工具寿命和更好的井眼质量应用到钻头设计中。CD860-GM具有抛光凹槽设计,改善了切屑的排出,产生高芯强度,减少钻井时的切削力。
同时,CD860-SM有一个新的等级和优化和精细的点几何,进一步提高了工具的寿命时,难以加工的HRSA材料。其结果是提高了井眼质量。
山特维克可乐满
www.sandvik.coromant.com
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