【編者按】在鈦合金的加工中河闰，銑削占據(jù)主導位置，部分原因是在飛機機身零件中加工出型腔褥紫、外形姜性、槽和邊緣都是極具挑戰(zhàn)的工序。

　　由于鈦合金已成為機加工車間越來越常用的材料髓考，相應(yīng)的加工工藝是否能進一步發(fā)展部念，使其性能和加工效果達到全新的水平就成為至關(guān)重要的因素。在鈦合金的加工中氨菇，銑削占據(jù)主導位置儡炼，部分原因是在飛機機身零件中加工出型腔、外形门驾、槽和邊緣都是極具挑戰(zhàn)的工序射赛。

　　大部分加工是二維的，由于型腔深度和半徑要求以及其他挑戰(zhàn)性因素奶是，對加工的要求越來越嚴格楣责。所用的機床對鈦合金加工來說，早已經(jīng)過時了宋泊。這就要求為了實現(xiàn)出色的加工以及最充分的機床利用率玻温，來選擇最佳的工具系統(tǒng)和加工方法猴豁。

　　鈦合金的特點

　　在鈦合金的實際加工過程中會遇到許多必須考慮的因素〖侗眨基于這點悲碰，鈦合金的銑削工藝會和很久以來主要的加工方法不同。兩種全新的銑削刀具解決方案以及應(yīng)用的不斷發(fā)展本洁，已經(jīng)為鈦合金銑削提供了新的可能性泻磅。

　　與許多其他材料相比，成功加工鈦合金的潛力要小得多搔片，加工性能也不同煞松。由于鈦合金在可加工性方面變化比較大，影響了加工方法和刀具的選擇以及加工工藝脸缆，但是與其他合金的加工一樣芳争，需要更加仔細的規(guī)劃——從為作業(yè)選擇機床到為切削細節(jié)進行編程。盡管航空制造業(yè)中的零件特性很相似别粮，但尺寸和形狀各異懈词，因此，機床辩诞、夾具坎弯、冷卻液、刀具躁倒、加工方法以及切削參數(shù)的選擇也不盡相同荞怒。由于刀庫的空間有限，工藝的柔性（靈活性）是首要條件秧秉，就生產(chǎn)效率和能力而言褐桌，刀柄的類型、刀具的安裝調(diào)整都是關(guān)鍵因素象迎。

　　正如粗加工和精加工工序必須按照不同的參數(shù)規(guī)劃荧嵌，對于可轉(zhuǎn)位刀具和整體硬質(zhì)合金刀具來說，與不同的應(yīng)用領(lǐng)域聯(lián)系的鈦合金銑削也隨之出現(xiàn)砾淌。需加工的尺寸和形狀以及合適的刀具型號是第一位決定因素啦撮。可轉(zhuǎn)位刀具去除材料的效率最高汪厨，現(xiàn)在已經(jīng)被看作是粗加工的首選例是，在大而平的表面的精加工中，它也是無可匹敵的蛙檐。整體硬質(zhì)合金刀具廣泛應(yīng)用于半精加工和精加工工序狐怯，以及當對于可轉(zhuǎn)位刀片刀具來說半徑、型腔及槽的尺寸過小時贪犁，整體硬質(zhì)合金刀具也是理想的解決方案颜肥。

　　待加工零件參數(shù)的編程數(shù)據(jù)是選擇專用銑削刀具的基礎(chǔ)缭柄。由于最大化金屬去除率應(yīng)與經(jīng)濟的刀具壽命相平衡，根據(jù)這點退厕，就可以確定其他刀具的變量软架。對于鈦合金來說，刀具的基礎(chǔ)因素包括用硬質(zhì)合金材質(zhì)制造的寸颇、切削刃鋒利且堅固弄讥，并具有相對大的正前角。這些要素可以滿足鈦合金的特殊耐熱和化學要求础健。在槽形和刀具材料方面意沸，可轉(zhuǎn)位刀片技術(shù)經(jīng)歷了一段很長的發(fā)展過程，它正在成為性價比更高的解決方案烦租，從而取代大量的現(xiàn)有硬質(zhì)合金刀具，甚至可用于中等和大尺寸刀具除盏。

　　徑向銑削飛機機身

　　徑向銑削非常適合鈦合金加工叉橱。但是，大的徑向切削深度會大大縮短刀具的壽命者蠕，而大的軸向切削深度對切削溫度的影響甚微窃祝，所以不會以相同的方式影響刀具壽命。因此踱侣，使用密齒距的長刃銑刀粪小，同時運用30％的徑向切深以及具體應(yīng)用所允許的最大軸向切深是高效去除鈦合金材料的最佳方法。

　　由此抡句，長刃銑刀適合眾多鈦合金零件的側(cè)壁粗銑和精銑探膊。長刃銑刀的長螺旋刃非常適用于鈦合金加工中的大量徑向銑削〈疲可轉(zhuǎn)位刀片長刃刀具由多排刀片組成逞壁，這些刀片與連續(xù)磨削的整體硬質(zhì)合金刀具切削刃一樣。目前锐锣，從刀具的底部起沿外周上升排列可轉(zhuǎn)位刀片已達到鈦合金中實現(xiàn)良好加工性能和安全性的極限债轰。可實現(xiàn)高效排屑的大尺寸排屑槽是必需的缕翁，并與高效的正前角丐闲、鋒利的刀片相結(jié)合，組合成了可實現(xiàn)出色加工性能的可轉(zhuǎn)位長刃刀具叠凸。

　　對于鈦合金銑削來說索官，切削刀片的穩(wěn)定夾持是至關(guān)重要的，即使是在粗加工中料害，切削刀片的任何移動都會導致不均勻磨損瞬芒，并使切削刃處于危險之中凯辆。輕微的磨損跡象會在鈦合金切削過程中使切削刃變鈍，從而加快磨損并導致刀具破損接吠。對于一排緊密固定的連續(xù)刀片來說宜裂，刀片的軸向支撐特別難，會導致對刀片螺釘?shù)倪^度依賴缕圣。因此掀哎，在使用長刃銑刀時，獲得杰出性能的最佳方法是在刀片和刀體之間牢固地接口旺坠。刀片座必須有一個確定的支撐和鎖緊裝置乔遮，還要特別考慮到軸向力和旋轉(zhuǎn)力。

　　新刀具解決方案

　　在此背景下取刃，CoroMill 690長刃銑刀（專用于鈦合金加工）的研發(fā)重點在于擁有創(chuàng)新性的刀片設(shè)計蹋肮。刀片能夠精確定位并固定鎖緊可確保高金屬去除率以及寬敞的排屑槽。CoroMill 690銑刀所配備的刀片代表了刀片制造技術(shù)發(fā)展的新成果璧疗，專為鈦合金加工時所需的切削過程而優(yōu)化坯辩。這種直接壓制的鋒利刀片具有切削動作輕、吃刀充足崩侠、功率要求低以及高進給率的優(yōu)點漆魔。此外，專為鈦合金徑向銑削而優(yōu)化的槽形還有助于延長刀具的壽命却音。這樣一來改抡，就為高效去除大量材料的邊緣與型腔粗加工提供了一種堅固而可靠的高性能刀具，加工飛機結(jié)構(gòu)件時通常就需要這種刀具系瓢。

　　CoroMill 690銑刀有兩種刀片尺寸阿纤，相同直徑的刀體能夠選擇不同的齒距，用以應(yīng)對各種加工工序撼由，而密齒距刀體是通過提高進給率為提高生產(chǎn)效率帶來了更多可能性编喊。同時，這些刀片具有通用的徑向銑削能力左撤，優(yōu)化的可能性更多潭均。CoroMill 690長刃銑刀的研發(fā)在一定程度上基于CoroMill 390的應(yīng)用經(jīng)驗，CoroMill 390作為成熟的立銑基準刀具三二，擁有廣泛的應(yīng)用范圍号找，其中包括粗加工型腔時的插銑。同時会刀，該產(chǎn)品系列可為鈦合金銑削提供可轉(zhuǎn)位刀具全面的加工能力泥碳，此應(yīng)用的重點是高安全性下的金屬去除率。

　　冷卻液至關(guān)重要

　　鈦合金銑削取決于所應(yīng)用的冷卻液掏绍。冷卻液質(zhì)量越高泰牵，加工效果越好锭测。事實證明，高壓冷卻應(yīng)用（壓力范圍為標準70～100巴芥吟，具體取決于所使用的系統(tǒng)）已顯示出其明顯的優(yōu)勢侦铜。由于高壓冷卻在許多現(xiàn)代機床上已成為標準配置，因此它是優(yōu)化鈦合金銑削的潛在資源钟鸵。

　　高壓冷卻會影響熱量分布钉稍、切屑形成、切削刃粘結(jié)趨勢棺耍、刀具磨損以及表面完整性贡未，因此會對鈦合金的加工效果產(chǎn)生明顯影響。

　　由于鈦合金易發(fā)生化學反應(yīng)蒙袍，因此在加工期間容易使工件材料焊接到切削刃上俊卤，從而會影響刀具壽命，并導致切屑的二次切削和硬屑堵塞害幅。在高壓下從噴嘴噴出的冷卻液對溫度控制起著關(guān)鍵的作用瘾蛋，并因此影響加工結(jié)果和可靠性。刀具噴嘴直接對準刀片上與精加工表面相接觸的部分矫限，從而在切屑與刀片前刀面之間形成所謂的“液壓楔”。因為這些噴嘴孔屬于刀具的不可調(diào)整部分佩抹，因此在裝配時已進行過優(yōu)化并消除了不穩(wěn)定因素叼风，這樣一來就能夠獲得更具一致性且更安全的加工過程。

　　CoroMill 690專用于鈦合金銑削飒晴，這種刀具包含多個冷卻液通道和孔威众，能為每片刀片提供高壓冷卻加工。其每個切削刃都由許多刀片組成拙位，而每個刀片都有相應(yīng)的冷卻液噴嘴為其提供高壓噴射哼股。在無需使用銑刀的整個切削刃長度的情況下，可以使用塞子代替噴嘴属胖，這樣可以避免不必要的空噴射而浪費冷卻液壓力荧肴。位于刀具端部的噴嘴有助于排屑，避免出現(xiàn)切屑的再切削效應(yīng)（特別是在型腔加工中）莲疤。此外恃定，為確保泵能夠提供所需的流量，噴嘴尺寸還可具體選擇砍机。

　　可轉(zhuǎn)位銑刀出于實際原因寞殿，其直徑下限為12 mm，而硬質(zhì)合金刀具基于性價比考慮铭莱，其直徑上限為25 mm骡尽。 中間和重疊范圍選擇取決于具體應(yīng)用遣妥。對于精加工，精磨的的整體硬質(zhì)合金立銑刀通常是最佳解決方案攀细，而對于粗加工箫踩，最佳解決方案則是可轉(zhuǎn)位刀具。但是辨图，適合這種中間范圍的刀具還在繼續(xù)發(fā)展班套，因為刀具模塊化通過這種可換頭式銑刀提供了一個完全不同的視角。

　　小直徑銑刀應(yīng)用

　　深且窄的型腔需要較長的刀具可達性故河。要使這些型腔不成為加工時的瓶頸吱韭，需要一種能夠提供良好性能的解決方案，并結(jié)合小刀具加工能力和加工靈活性鱼的。為深入型腔內(nèi)部而使用加長夾頭來夾緊整體硬質(zhì)合金立銑刀并不能實現(xiàn)最佳的穩(wěn)定性理盆，因為這樣會限制切削參數(shù)，并為零件質(zhì)量帶來風險凑阶。但是猿规，可換頭式刀具有整體硬質(zhì)合金刀具的可轉(zhuǎn)位性和精加工能力的雙重優(yōu)點。

　　從性能與加工結(jié)果宙橱、刀具成本角度以及靈活性要求來看么缴，可換頭式刀具系統(tǒng)在10～25mm的刀具直徑范圍內(nèi)優(yōu)勢明顯。不僅可提供高度靈活性版掘，還能夠降低刀具庫存犁式。其精加工能力要優(yōu)于可轉(zhuǎn)位刀片刀具，并且與整體硬質(zhì)合金刀具相比昔疆，刀具的成本得到大幅降低蚌汁，此外，不必擔心因重磨而使刀片尺寸變小谤郑。由于能夠選擇不同的刀頭與刀柄進行組合鲸嫁，因此能提供高度的靈活性和更多的優(yōu)化可能性。

　　刀頭與刀柄之間的接口是此類刀具的關(guān)鍵因素直呈。其性能取決于強度兜诞、穩(wěn)定性、精度忽畏、可重復性以及夾持便利性暑尝。正如CoroMill 690長刃銑刀一樣，它在很大程度上得益于切削單元與刀體之間接口的不斷發(fā)展雅镊，這種接口也使推出新一代可換頭式銑刀成為了可能襟雷。足夠大的軸向支撐面、錐形徑向支撐面、專門開發(fā)的螺紋牙型以及螺釘支撐共同造就了刀頭與刀柄之間所需的獨特接口耸弄。這種接口是在大刀具懸伸工況下確保良好加工性能的基礎(chǔ)咧虎。

　　基于使用CoroMill Plura（金剛銑）的豐富經(jīng)驗，CoroMill 316可換頭式立銑刀系列來源于最先進的整體硬質(zhì)合金刀具计呈，可提供所需的全面加工能力砰诵。整體硬質(zhì)合金刀柄具有不同的直徑、長度和樣式捌显，能夠為許多飛機結(jié)構(gòu)件的半精加工和精加工提供最佳的剛性茁彭。

　　成功的鈦合金銑削

　　在粗加工銑削中，為了獲得最佳金屬去除率扶歪，軸向切削深度是需要考慮的主要因素理肺；而在精加工銑削中，必須考慮選擇最佳的進給率善镰。在鈦合金加工中妹萨，無論是粗加工還是精加工，盡管切削速度可以不同措瑞，但是它總是受到限制的剃杯。了解了這些鈦合金加工時的基本原則，就可以為優(yōu)化工序做許多工作虹喉，從而使鈦合金加工更具競爭力并實現(xiàn)可靠的加工過程沽糕。需要考慮的四項關(guān)鍵因素是機床能力、冷卻液供給啤糙、切削刀具和加工方法启血。

　　在切削速度較低的徑向銑削時，機床需要有足夠的功率和力矩纪立，也要求有合適的主軸，以獲得滿意的金屬去除率阐泻。如果機床也使用小直徑刀具胰肆，則主軸速度范圍需要足夠高，以獲得出色的加工結(jié)果担急。一般來說桦闪，需要評估主軸接口，它的聯(lián)接穩(wěn)定性不能太弱蚁趁。為了獲得足夠的刀具彎曲剛性裙盾，良好的端面和錐度接觸是基本要求；為了消除螺旋或徑向銑削刀具產(chǎn)生的刀具上的拉力他嫡，足夠的夾緊壓力至關(guān)重要番官。

　　銑削刀具的新發(fā)展帶來的性能提升直接增強了鈦合金材料的性能。在克服鈦合金材料的加工挑戰(zhàn)中钢属，專用刀具起到了主要作用徘熔，在優(yōu)化部分门躯，為工序選擇和應(yīng)用正確的刀具發(fā)揮了重要作用。

　　與普通加工相比酷师，鈦合金銑削的方法和編程技術(shù)更甚一籌讶凉。按照推薦的方法加工圓角和輪廓，可在機床的生產(chǎn)周期和盡量減少廢品方面取得與眾不同的結(jié)果山孔。通常懂讯，為確保從一開始就以正確的刀具路徑加工，在加工前多花點時間來優(yōu)化編程台颠，與選擇現(xiàn)成的工藝相比褐望，將起到事半功倍的效果。

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