對機床工具設(shè)備要求最嚴苛的航空航天工業(yè)一直是機床工具的高端客戶蟆豫。近年來在中國無疑正經(jīng)歷著令人矚目的升級發(fā)展，需要同步升級發(fā)展的還有切削工具。

　　航空工業(yè)迅速發(fā)展，要求加工制造技術(shù)更高效蜜雏。
　　飛機設(shè)計的發(fā)展與新材料的發(fā)展齊頭并進。飛機設(shè)計師利用更輕淑停、更堅硬孝摘、更耐熱且抗蝕性更佳的材料來突破極限。因此泞驴，現(xiàn)在的飛機能飛得更遠、更快逢防，載重量更大叶沛。與此同時，飛機使用更少的燃料忘朝，意味著污染物排放量更少灰署、成本更低。

　　難加工材料被廣泛應用

　　有三種難加工材料可用於制造機身局嘁、機翼以及起落架和飛機發(fā)動機等硬件溉箕，它們分別是高溫合金、鈦合金和復合材料悦昵。後者包括全新的碳纖維增強塑料 (CFRP) 和較新的玻璃纖維增強塑料 (GRP)肴茄。一般情況下，CFRP和GRP已被層壓但指，或其表面已金屬化（比如鋁合金）寡痰，所有這些整體式材料和層壓材料都很難加工。

　　隨著發(fā)動機溫度的升高棋凳，發(fā)動機效率也相應提高拦坠。噴氣式飛機發(fā)動機的發(fā)熱區(qū)溫度比以往更高连躏，高溫合金（主要是鎳基和鈷基合金）依然保持優(yōu)異的機械和化學特性。與鋼件組件相比佳跃，高溫合金零件的尺寸更小怠义，且重量更輕。發(fā)動機重量每減少一公斤啦别，就意味著發(fā)動機服役期間可減少15萬美元的燃料成本陷母。高溫合金約占新型發(fā)動機總重量的 50 %。鈦合金可提供極高的強度重量比和優(yōu)異的抗蝕性能郎石。它們的強度與鋼件相當逾辕，但重量僅有鋼的 40%；它們的強度是鋁合金的兩倍认吕，但重量僅比鋁高 60%煮沸。

　　從 20 世紀 50 年代開始，市場上可供應的輕合金明顯無法滿足機身和發(fā)動機零件越發(fā)困難的要求沼昵，這使得鈦合金的重要性日益顯著腾枣。

　　細說飛機材料為何“老大難”

　　據(jù)預測，鈦合金越來越廣泛地應用於結(jié)構(gòu)零件极金、起落架和其它硬件設(shè)備跨跨，復合材料（主要是CFRP）在飛機中的應用也越來越普遍。它們具備較高的強度重量比囱皿、良好的抗蝕性能和低的熱膨脹勇婴；它們的特性可被調(diào)整以滿足特定的應用。CFRP廣泛應用於機翼主梁嘱腥、機翼和機身蒙皮耕渴。復合材料由塑料樹脂和纖維復合而成，這些纖維還可用於織物造型而無需任何基質(zhì)齿兔。波音 787 夢幻客機 50% 的主要結(jié)構(gòu)（包括機身和機翼）由復合材料制成橱脸。
 
　　新型材料的廣泛應用，推動航空工業(yè)的迅速發(fā)展分苇，但也帶來多種加工難題添诉。

　　為何這些材料都這麼難加工呢？高溫合金和鈦合金的高溫強度意味著在切削溫度下具有較高的硬度和剛度医寿，會對刀具的切削刃產(chǎn)生很大的切削力栏赴，從而導致切削刃的微崩和變形。在彎曲（在形成切屑期間）時由於熱導性不佳靖秩，這些金屬會產(chǎn)生更多的熱量址檀，從而使切削溫度達到很高的水平。隨著材料的高溫強度匣夭、韌性和延展性的增加绍堪，切屑的折斷變得更困難勇湃。加工熱處理合金經(jīng)常會產(chǎn)生磨損切削刃的磨粒，還會引起工件表面硬化璃疫，以致難以維持精密公差迅忙。加工過程中會損壞零件表面的金相完整性，降低疲勞強度窖韧。復合材料中的碳纖維有很好的韌性姆巨，導致切削刃迅速變鈍。切削速度使用不當姐蝠，會引起工件剝落和微崩嫩碘，并形成毛刺。孔加工會引起高樹脂含量的普通復合材料脫層以及高纖維含量的復合材料開裂幕柬。對於疊層（層壓）的復合材料臊啃，在鉆削過程飛濺出去的金屬切屑可能會損壞此類復合材料的表面。

　　未來將會如何呢拆内？激烈的市場競爭迫使設(shè)計師們迫不及待地尋求更輕旋圆、更堅固且耐熱與抗蝕性更佳的材料，以使飛機滿足日益嚴峻的要求麸恍。冶金家灵巧、化學家和塑料工程師致力於研發(fā)可滿足日後需要的材料。從不利的方面說抹沪，幾乎可以肯定刻肄，已改善其物理和化學特性的材料更加難以加工，但這正是刀具制造商要著手應對的挑戰(zhàn)融欧。

　　難加工材料“逼迫”刀具升級

　　瑞典山高刀具敏弃，為飛機發(fā)動機零件、起落架蹬癌、結(jié)構(gòu)零部件與復合材料等提供一系列關(guān)於高效权她、高精密銑削虹茶、車削逝薪、切削和鉆削航空材料的先進刀具解決方案。并提供強大的服務與支援優(yōu)化刀具使用蝴罪，提高生產(chǎn)率與降低成本刷航。帶有CVD金剛石鍍層的Jabro 系列銑刀可降低磨損，專用於多層碳纖維和玻璃纖維等復合材料與高性能工程塑料驱糜，以及蜂窩材料的無毛刺（頂部和底部）加工启尚、側(cè)銑、3D 仿形銑削喧弦、銑輪廓和銑槽操作纤秃。對加工 Inconel和其它高溫合金竹小，Secomax PCBN刀具擁有和碳化鎢材料一樣的使用壽命，但其切削速度快10倍蝎杯，從而促使切削長度有所增加傲钳。Secomax CBN170是全新材質(zhì)等級，其中的晶須陶瓷粘結(jié)劑具有該應用領(lǐng)域無與倫比的切削刃強度戒甜。為了擴展用於鈦合金和高溫合金（分別是 T 和 M 槽型）的 Seco Feedmax鉆頭系列棺昵，山高推出一系列帶 CVD金剛石鍍層的全新整體硬質(zhì)合金鉆頭，適用於對 CFRP材料進行孔加工润申。憑借其特別研發(fā)的鉆尖幾何角度销贝，能鉆出高質(zhì)量、不脫層的孔呻纹，同時金剛石鍍層還延長了刀具壽命幷提高生產(chǎn)率堆生。此鉆頭系列包括常規(guī)（單一直徑）鉆頭和帶倒角的鉆頭（一體化鉆頭）。

　　鏈接：航空航天應用材料趨勢分析
　　發(fā)動機引擎的材料趨勢：自20世紀50年代鈦合金與鎳基超級合金推出居暖，其重要性已穩(wěn)步提高顽频，幷在本世紀初達到巔峰。 雖然這些合金今日仍然占主導地位太闺，但一組全新的重量輕糯景、高強度、耐高溫的材料正在崛起省骂。

1蟀淮、 PMC's, 聚合物基復合材料；

2钞澳、 MMC's, 金屬基復合材料怠惶；

3、 TiAl, 鈦鋁合金轧粟。

　　假設(shè)面臨相同或更高的強度和/或耐高溫策治，這些新型材料具備降低零件重量30%-40%的能力。 PMC應用於發(fā)動機罩础辉，而MMC與鈦鋁合金適合於渦輪零件肄埠，TiAl也可用於發(fā)動機的高溫級。

　　起落架的材料趨勢

　　鈦 6-4 (Ti 6Al 4V) 是工業(yè)中廣為應用的材料并且占據(jù)生產(chǎn)總量近60%知狂。然而搓胯，多種新型材料近年來已經(jīng)推向市場。 AerMet100 與 AF1410 的推出已經(jīng)造成了對鋼件的沖擊啰痒，替代了以往用於起落架的 300M 與 4340 材料臂沽，同時新材料諸如 Ti 10-2-3 (Ti 10V 2Fe 2Al) 與最引人注目的 Ti 5-5-5-3 (Ti 5 Va 5Mo 5Al 3Cr) 等鈦合金也已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槠鹇浼懿牧希貏e是應用於新一代的寬體飛機锥拖。 這些材料將帶來全新的加工挑戰(zhàn)和針對刀具優(yōu)化的要求橡戈。

　　航空構(gòu)件的材料趨勢

　　最新一代復合材料（諸如大量的碳纖維）的應用已更改了現(xiàn)代飛行器制造的外表阎肌。 過去，鋁合金占飛行器材料總量的60-70%掷雪；現(xiàn)在和不遠的將來升慕， 碳纖維與其他復合材料的增長已經(jīng)幷將超過總量的50%。

　　這些新材料都具有強度高害切、重量輕且耐磨的特點旅急，但它們的確給制造帶來了挑戰(zhàn)， 需要用新型牡整、先進的超耐磨刀具解決方案來滿足這些需求藐吮。 該行業(yè)極為重要的另一組材料則是鈦合金，這類材料通常用於減輕重量和降低燃料消耗逃贝。

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