无需冷却液钻孔用于F-35第五代联合攻击战斗机生产

作者：Matt Grasson    来源：Aerospace Manufacturing and Design

欢迎访问e展厅 展厅 8 航空与航天设备展厅 直升机, 无人机, 航空发动机, 航空材料, 飞机座椅, ... 在第五代联合攻击战斗机项目使用的材料和结构配置驱动下，对于增强的冷却过程的需求导致了一个不同的过程走向。 在联合攻击战斗机项目存在期间，仍然有近3500架F-35的生产计划，当务之急是要关注制造过程中的方方面面，以期在确保高水准质量的同时降低成本。这就是洛克希德·马丁公司的航空航天团队——恩特普赖斯卓越钻削中心，与Amamco刀具的产品开发团队取得联系的原因所在。 据恩特普赖斯卓越钻削中心的技术负责人和高级制造工程师Lynn Jenkins，洛克希德·马丁公司的第五代F-35“闪电II”联合攻击战斗机项目使用的材料和结构配置有对增强冷却的需求。 Jenkins说：“在钻孔时温度过高会损坏复合材料、铝，或者钛结构材料。传统的冷却方法已经在许多钻孔应用得到了使用，但是，我们也希望确保所应用的任何冷却增强都能表达我们的环保倡议”。 洛克希德·马丁公司实现了双边切割工具的运用，这对Jenkins来说并不新鲜。实际上，洛克希德·马丁公司正在其通过电机接头套管使用传统冷却液的许多生产应用中利用这些双边切割工具。从技术上来说，这种方法为应用提供了一个可接受的解决方案。然而，随着一些更新的材料堆叠配置的出现，Jenkins确定了改进冷却和排屑特性的必要性。 注意到这种需求后，Jenkins和团队合作测试了不同的冷却方案，包括液体、膏体和冷却空气。然而，这些方法都遭遇了某种形式的挫折。 “有了液体冷却剂，你必须得考虑在工作区有用来盛放这些冷却剂、多余空气，或者电源线的必备设施，以及增加的时间，装配和维修这些设备的成本等。糊状的冷却剂和润滑剂不需要任何额外的设备。但是，它们却为加工过程带来了一些其他的问题，因为切削刀具在钻孔后需要进行清洗，而这需要劳动力、获批的溶剂和废物清理”，Jenkins解释道。 “事实证明，由于需在循环周期之间进行额外的清洗，以除去排屑槽里多余的糊状物和切屑，而切削刀具排屑槽塞满了我们所使用的材料，这是非常耗费成本的。已证实实际上在室温下，冷却空气没有强制风冷有利。就像液态冷却剂一样，冷却空气需要额外的设备，这就增加了过程成本。” 在测试的过程中，研究小组审查了每道工序的几个方面。他们研究了所需的设置时间，每种冷却剂对切割次数的影响，每种冷却剂的成本，以及哪种冷却剂将会是最有效的。 据Jenkins说，除了实际机加工或钻孔设备，任何超过这些需求的附加设备，都会造成成本的增加，并最终增加安装、操作和维护所需的时间。因此他建议在室温下把强制风冷作为一项选择。 “任何时候当你需要附加设备及其相关的附带费用时，您的收益将受到影响。我们致力于创造满足并超出客户期望的产品。我们用来实现这一目标的方法之一是侧重于钻孔过程相关的费用。只要我们可以达到或超过质量预期，并以最少的设备实现最低的每孔成本，我们都会去追求那种途径。”Jenkins说道。 这也正是室温下强制风冷的作用。在测试过程中，洛克希德·马丁公司的工程师们开发了按付款当日价格计算的（改装套件），与现有钻孔设备一起使用，且集成了刀具的送风功能，无需特殊设备，只产生了极少的附加成本。另一个重大的影响是一般为了去除传统液体冷却方法遗留下来的污物和碎屑，需要进行多次洗涤，而现在减少并几乎完全避免了这种多次洗涤。这样就节省了很大的成本和时间。有了强制风冷，就不存在需要进行清理的污染或油性残留物。 经过大约两年的试验和生产评估，对于大部分便携式钻孔应用，不难做出在常温下采用强制风冷的决定。然而，洛克希德·马丁公司仍将继续在一些小比例的、比较专业的应用中使用液体冷却剂。 当问及节约成本的金额，Jenkins说，“在这个时候比较难确定。直到记录了足够的这种新的冷却过程的生产应用，我们才能得知实际节省的成本。然而，由于过热导致的缺陷的减少，每个孔的钻孔时间的减少，环保冷却液的使用，冷却液清理和相关废弃物处理程序的消除，这些必将带来明显的成本节约。”(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (11/5/2013)