【編者按】瓦爾特為星航機(jī)電解決切削難加工材料并且使刀具的壽命增加并园。鈦合金因具有強(qiáng)度高酬裆、耐蝕性好、耐熱性高等特點(diǎn)而被廣泛使用接纽，在鈦合金加工中门幌，刀具的選擇非常關(guān)鍵贝渣，會(huì)對(duì)鈦合金的加工質(zhì)量產(chǎn)生決定性影響。加工鈦合金的理想刀具必須同時(shí)具備較高的熱硬度熏盲、良好的韌性确告、良好的耐磨性，以及高的導(dǎo)熱系數(shù)和較低的化學(xué)活性券雕，尤其在銑削加工時(shí)遇患，刀具還應(yīng)具有良好的抗沖擊性。

航天工業(yè)已經(jīng)是一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的集中體現(xiàn)虽另。北京星航機(jī)電裝備有限公司在承擔(dān)國(guó)防裝備研制與制造的過程中，采用了一批先進(jìn)的刀具產(chǎn)品饺谬，成功解決了難加工材料帶來的加工困難捂刺，而且將整體加工效率提升了20%，對(duì)于高品質(zhì)刀具帶來的眾多好處募寨，受用至今族展。

成立于1960年的北京星航機(jī)電裝備有限公司（以下簡(jiǎn)稱“星航機(jī)電”）坐落在北京西郊，是隸屬于中國(guó)航天科工集團(tuán)公司第三研究院的國(guó)家大型高科技企業(yè)拔鹰。公司占地面積29萬平方米仪缸，現(xiàn)有資產(chǎn)總值22億多元。現(xiàn)有在職員工約為1500人列肢∏』基于先進(jìn)的航天技術(shù)和設(shè)備，公司開發(fā)的系列精密切削及成形零部件產(chǎn)品瓷马、精密鑄造成型零部件產(chǎn)品和焊接成型零部件產(chǎn)品應(yīng)用廣泛拴还。星航機(jī)電以國(guó)防防務(wù)產(chǎn)品的研制與生產(chǎn)任務(wù)為主業(yè)，先后承擔(dān)了國(guó)家多個(gè)重點(diǎn)防務(wù)產(chǎn)品的研制生產(chǎn)任務(wù)裂怕，填補(bǔ)了我國(guó)國(guó)防裝備領(lǐng)域的多項(xiàng)空白症影。

隸屬于中國(guó)航天科工集團(tuán)公司第三研究院的北京星航機(jī)電裝備有限公司是國(guó)有大型工業(yè)企業(yè)。

企業(yè)先后獲得省部級(jí)以上科技進(jìn)步獎(jiǎng)50多項(xiàng)椒缀。這些殊榮反應(yīng)了星航機(jī)電的研發(fā)水平垦亲，也肯定了星航機(jī)電在研發(fā)方面以及制造方面的能力。據(jù)星航機(jī)電技術(shù)中心項(xiàng)目主管姜濤博士的介紹脑播，星航機(jī)電對(duì)自身技術(shù)要求的標(biāo)準(zhǔn)非常高常迹，一是出于所在產(chǎn)品領(lǐng)域的特殊性，飛航產(chǎn)品本身的高標(biāo)準(zhǔn)要求冗级；另外是出于對(duì)產(chǎn)品希望進(jìn)行不斷改造和升級(jí)的意愿笔骏。目前，公司擁有多型號(hào)粮森、多系列冷熱加工設(shè)備和精密測(cè)試室拿、計(jì)量兆又、理化試驗(yàn)設(shè)備，現(xiàn)已形成了完整配套的鑄造磺穷、鈑金陈莽、鉚接、焊接虽抄、熱表處理走搁、理化檢測(cè)、數(shù)控加工迈窟、總裝私植、測(cè)試和CAD／CAM集成制造系統(tǒng)等系列現(xiàn)代化工藝技術(shù)裝備能力。

刀具 關(guān)鍵在于使用壽命

航天工業(yè)被稱作是制造業(yè)金字塔的塔尖车酣，無論加工工藝還是加工材料曲稼，航天產(chǎn)品的生產(chǎn)都代表著尖端制造業(yè)。作為其中的一個(gè)分支湖员，國(guó)防裝備制造業(yè)同樣被作為高科技產(chǎn)業(yè)贫悄，更是一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的集中體現(xiàn)和重要標(biāo)志。隨著科技的發(fā)展娘摔，國(guó)防裝備對(duì)材料輕量化及特殊性能（如隱身性）的要求也在不斷提高窄坦，因此，其中的零部件采用鈦合金凳寺、復(fù)合材料等難加工材料的比例越來越大鸭津，由此也引發(fā)了很多加工難題。

在星航機(jī)電的所有加工任務(wù)中旁核，鈦合金的使用占有比較高的比例忠帝，多為飛航產(chǎn)品的框架類以及回轉(zhuǎn)類零部件。

在星航機(jī)電的所有加工任務(wù)中麦葱，鈦合金的使用占有比較高的比例涝猩，多為飛航產(chǎn)品的框架類以及回轉(zhuǎn)類零部件「谴。“我們與瓦爾特的合作要追溯到2005年期司，自從有了這個(gè)型號(hào)以來，就開始使用瓦爾特的刀具產(chǎn)品伶肚，合作已經(jīng)近十年闭廊。”星航機(jī)電專門負(fù)責(zé)刀具加工的工藝員楊宏宇先生回憶說侄含。星航機(jī)電的鈦合金框架類產(chǎn)品規(guī)格并不大典义，毛坯件類似機(jī)翼形狀，扁平褒醒，有正反兩面需要進(jìn)行型面加工藕各，而且為了減輕產(chǎn)品質(zhì)量池摧，上面有很多減重設(shè)計(jì)的溝槽，零件中間部分也基本都是為了減重的鏤空設(shè)計(jì)激况。該零件的工藝流程并不復(fù)雜作彤，楊宏宇先生介紹說，毛坯件首先交給鉗工劃線乌逐，因?yàn)榱慵奶厥庑螤罱呋洌瑹o法裝卡，所以之后的步驟是加工零件的卡頭浙踢，然后是粗銑加工零件正反面绢慢、穩(wěn)定化，然后進(jìn)行精劃線洛波、卡頭精加工以及精加工上下兩面胰舆。

從熱處理開始，算上所有工藝步驟奋岁，這樣一個(gè)鈦合金的零件加工周期在60小時(shí)左右思瘟，其中荸百，金屬加工部分的時(shí)間大概在40小時(shí)槽邮，加工這樣一個(gè)工件共使用三個(gè)瓦爾特的球頭刀片≌“從我們的使用經(jīng)驗(yàn)來看调捍，瓦爾特的刀具壽命是最長(zhǎng)的，我們?cè)c若干的進(jìn)口刀片做過對(duì)比姨猖，瓦爾特的球頭刀在同等轉(zhuǎn)速和進(jìn)給的情況下吃它，刀具的使用壽命最長(zhǎng)，表現(xiàn)最佳漆逐⊥樟瑁”楊宏宇先生很明確的指出，雖然鈦合金導(dǎo)熱性差撬替，會(huì)致使刀具磨損加快唾姊，但瓦爾特的一把刀，可以實(shí)現(xiàn)粗加工時(shí)的使用壽命是4小時(shí)梦柬，精加工達(dá)到8小時(shí)驱劳，而其他廠家達(dá)不到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

目前磺送，星航機(jī)電使用的瓦爾特刀具產(chǎn)品是P3204-D16 WSM36球頭刀片驻子，配F2139球頭刀桿。瓦爾特仿形精銑刀F2139是用于型腔精加工的高精度刀具估灿，極其精準(zhǔn)的四面磨制刀片有各種切削材質(zhì)和槽型可供選擇崇呵，確保最佳工件表面質(zhì)量缤剧；專用于切削難加工材料的槽型和涂層技術(shù)，延長(zhǎng)了刀具使用壽命演熟；另外鞭执，對(duì)稱的刀體結(jié)構(gòu)滿足了高速切削加工的要求。現(xiàn)在瓦爾特也為這款銑刀配備了整體硬質(zhì)合金刀桿芒粹，在長(zhǎng)懸伸時(shí)起到減震作用兄纺。基于以上條件化漆，刀具能與規(guī)定的加工條件完美匹配估脆。而且，星航機(jī)電使用的WSM36刀片是瓦爾特技術(shù)改進(jìn)后的新材質(zhì)座云，這種材質(zhì)的基體材料為超細(xì)硬質(zhì)合金晶粒疙赠，刀片涂層底層為TiAlN材質(zhì)，提高了抗后刀面磨損能力离春，中間為PVD γ-Al2O3涂層鼠废，提高了塑性變形和微小崩刃抵抗能力，表層裝飾涂層為ZrN集圈，整個(gè)涂層的厚度只有4-5μm络蜘，以確保切削刃口的鋒利。到目前為止恩奢，該產(chǎn)品已經(jīng)在星航機(jī)電鈦合金零件的加工中服役了十年与沪，其突出的刀具使用壽命是征服星航機(jī)電的關(guān)鍵。

圖3.在使用瓦爾特刀具產(chǎn)品的10年間阎恒，星航曾與若干的進(jìn)口刀片做過對(duì)比陨柴，瓦爾特的球頭刀在同等轉(zhuǎn)速和進(jìn)給的情況下，刀具的使用壽命最長(zhǎng)棺厚，表現(xiàn)最佳苞番。

刀具是加工效率提升的基石

在星航機(jī)電的所有零件中，除了比例比較大的鈦合金之外离钱，鋁合金的比例也達(dá)到了40%锭化。這些鋁合金零件多為薄壁、深腔類零件授嘀，相比較鈦合金來說物咳，鋁合金本身導(dǎo)熱性好，硬度也不高蹄皱，因此加工相對(duì)容易一些览闰，對(duì)刀具的要求也相對(duì)低一些。星航機(jī)電在加工鋁合金零件時(shí)巷折，需要刀具具有高強(qiáng)度压鉴、高韌性的特點(diǎn)崖咨，這里用到的硬質(zhì)合金刀具會(huì)比較多。除此之外油吭，就是對(duì)加工效率有明確的要求击蹲。姜濤博士介紹說：“因?yàn)楝F(xiàn)在裝備的研發(fā)周期越來越短，這就需要制造水平得到相應(yīng)提升婉宰，尤其對(duì)加工效率的要求標(biāo)準(zhǔn)更高歌豺。”通過對(duì)瓦爾特刀具的使用心包，星航機(jī)電鋁合金部件的加工效率整體提高了20%宁路，效率的提高還將整體加工成本降低不少，給星航機(jī)電的產(chǎn)品制造帶來了極大的益處辛辱。

采用瓦爾特刀具產(chǎn)品加工的鋁合金部件的形狀類似長(zhǎng)方形猩肪，但是里面由很多個(gè)大小不一的型腔，型腔的深度一般在100～120毫米之間唱忠，因此旷糟，加工中刀具的硬度、耐磨性临卿、抗沖擊性巾鹰、振動(dòng)都是需要考慮的因素。這些型腔多為標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)方形卒割，在與瓦爾特合作之前泛滔，加工車間在加工型腔拐角處時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到斷刀現(xiàn)象腌馒，因?yàn)樾颓坏纳疃容^大堂憔，刀具振動(dòng)容易引發(fā)斷刀，而且拐角部位是R8的圓角掐划，拐角角度大概在90°奥猎。而在使用了瓦爾特的銑刀之后，這一狀況得到了極大改善掸屡，不僅振動(dòng)消除了封寞，表面加工質(zhì)量也大為提高。因此仅财，瓦爾特是星航機(jī)電最早合作的刀具廠家狈究，而且這一合作就持續(xù)了十年。

合作空間巨大

目前盏求，在星航機(jī)電的加工車間中抖锥，還有很多類型的難加工材料，比如高溫合金碎罚、鎢鎳鐵等等磅废。星航機(jī)電數(shù)控加工車間技術(shù)負(fù)責(zé)人丁國(guó)智先生介紹說纳像，高溫合金占比現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到了15%，其加工效率的提升亟待解決拯勉，“因?yàn)楫a(chǎn)品需要竟趾，現(xiàn)在我們加工的一些小型的艙體類零件都是高溫合金制成的，高溫合金的導(dǎo)熱性非常差宫峦，僅是鈦合金導(dǎo)熱性的七分之一回象，可見其機(jī)加工的難度′烫颍”這種加工會(huì)造成刀具的快速急劇磨損蔼邓，所以刀具能否進(jìn)行加工是第一步，然后需要考慮刀具加工這樣的部件時(shí)的使用壽命巡抛，接下來才會(huì)考慮刀具的加工效率侨懈。“現(xiàn)在我們使用一把刀加工高溫合金追艘，基本使用20分鐘刀具壽命就結(jié)束了凄系，如果能找到持續(xù)加工1小時(shí)以上的刀具，那將極大的改善我們的加工現(xiàn)狀娇符，整體加工成本也會(huì)減少很多量票。”楊宏宇先生認(rèn)為這是目前困擾他的最大的難題遂撮。

刀具在星航機(jī)電的加工中起到了至關(guān)重要的作用来讯，原來某些部件僅一道工序就需要加工半個(gè)月左右，在高品質(zhì)刀具的介入下壳坪，現(xiàn)在這種情況基本杜絕了舶得。當(dāng)然，這種改善不是僅依靠高品質(zhì)的刀具產(chǎn)品就能夠?qū)崿F(xiàn)的爽蝴，還包括刀具供應(yīng)商提供的前期服務(wù)沐批，比如刀具選型的建議以及工藝流程的改善。在所有相關(guān)因素中蝎亚，楊宏宇先生認(rèn)為最重要的是刀具信息的溝通以及產(chǎn)品的試用九孩，“這個(gè)環(huán)節(jié)是非常關(guān)鍵的，我們要使用最新的刀具牌號(hào)发框，但首先要知道刀具供應(yīng)商做了哪些優(yōu)化躺彬。另外就是刀具的試用，有新的刀具推出梅惯，我們希望能第一時(shí)間拿到試用宪拥。”

其實(shí)對(duì)于這些問題，瓦爾特已經(jīng)給出了很好的解決方案江解，比如全新的品牌瓦爾特-全向（Walter Multiply）设预。這是一種總體服務(wù)理念，刀具管理是一個(gè)重要的部分废筒。而刀具管理系統(tǒng)的一個(gè)重要組件是瓦爾特的刀具管理軟件（TMS）焦忌，從中可以清晰地圖示出當(dāng)前的庫(kù)存量、單個(gè)刀具更換周期以及準(zhǔn)確的刀具消耗量棉挤。它還能記錄每把刀具的具體動(dòng)向绳粮，從刀具接收到安裝至機(jī)床上，其中也包括裝配刀具岳扒。另一個(gè)益處是通過配置成本中心需天、工作人員、班次以及項(xiàng)目掘叫，輕觸一下按鈕就能夠在TMS中進(jìn)行清查猩禀。這樣一來，用戶毫不費(fèi)力就能回顧性地估量所關(guān)注的項(xiàng)目所產(chǎn)生的實(shí)際刀具成本洒屡。刀具管理系統(tǒng)的個(gè)性化服務(wù)組件躯橡，包括刀具供應(yīng)系統(tǒng)、供應(yīng)管理查奉、“每零件成本”解決方案以及庫(kù)存量?jī)?yōu)化都可以根據(jù)客戶的個(gè)人需求進(jìn)行定制廉屑。在不遠(yuǎn)的未來，用戶只需要輸入所要加工零件的基本結(jié)構(gòu)特征以及材料档玻，軟件就能夠自動(dòng)為用戶進(jìn)行配刀怀泊，這與星航機(jī)電的想法正好吻合。

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