如今的航空航天加工業(yè),正面臨幾個刀柄方面的挑戰(zhàn)——加工材料很困難,金屬切除率達不到要求,繁冗的組件還需要長而笨拙的道具懸伸。在這些情況下,刀柄必須完美地執(zhí)行,并提供強大的夾持力、高精度和振動控制,因為在航空航天工廠里,任何階段一個刀柄產(chǎn)生的故障都會導致時間和金錢上的巨大損失。
為了避免這樣的結(jié)果,許多航空航天工廠用機械刀柄系統(tǒng)代替其他流行的使用熱力或液壓系統(tǒng)功能的刀柄系統(tǒng)。先進的機械刀柄系統(tǒng)不僅提供了高水平的夾持力,而且還為極低的TIR率提供最有可能的振動衰減,以提高刀具壽命,并提升零部件表面光潔度。
航空航天工廠選擇機械系統(tǒng)的主要原因之一是簡單明了的:他們經(jīng)歷了多次失敗,往往是由于刀具拔出、振動或者跳動。例如,我們可以想到,一個典型的具有JIT配送環(huán)境的航空航天工廠,已經(jīng)將一星期的加工時間價值轉(zhuǎn)化成一個巨大的飛機翼梁。然后,在加工過程結(jié)束的時候,銑刀退出刀柄,此時飛機翼梁只變化了0.060"這樣一個不明顯的量。
舉例來說,從一塊價值10萬美元的鈦合金原料板上加工一個大型航空航天組件是不罕見的,當其完成四分之三時就已經(jīng)價值50萬美元了,所以除了所浪費的加工時間外,在這一點上如若退出刀具,將會造成巨大的損失。
采用如今的先進刀具來實現(xiàn)壽命的最大化在很大程度上取決于它們連接到機床主軸的刀柄。由于在航空航天工廠里機床主軸轉(zhuǎn)速和進給率持續(xù)增加,所以刀柄的減振能力成為更重要的因素。如果刀柄控制得更好或者能更好地減振,那么刀柄的TIR則會更緊。而刀柄的TIR更緊,將會有助于提高工具的壽命,以及提高零件的精度和表面光潔度。
機械刀具夾緊系統(tǒng)可以提供低至大約幾微米的TIR等級。例如powRgrip刀具可確保同心度(TIR),工具長度達到3xD(直徑)時其偏差低于3μ(0.0001"),并且長度在調(diào)整前其重復精度小于10μ(0.0004")。
由于刀柄和夾頭之間具有功能性的接觸面,將會實現(xiàn)更大的減振效果。這種刀具要比非機械系統(tǒng)如熱縮刀具擁有更好的吸振功能。
振動產(chǎn)生于切割工具,或者甚至來自于獲取加工零件的夾具系統(tǒng)——通過切割工具,進入刀柄系統(tǒng),再到機床主軸,最后回來進行工件表面光潔度的加工。振動得以發(fā)生是由于沿主軸刀架接口的任何地方都不能吸收振動。
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