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)妖爷。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(guò)程中爽步，采用了一批先進(jìn)的刀具產(chǎn)品予售，成功解決了難加工材料帶來(lái)的加工困難，而且將整體加工效率提升了20%森烦，對(duì)于高品質(zhì)刀具帶來(lái)的眾多好處癞糙，受用至今。

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”）坐落在北京西郊维愈，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)伦朵。公司占地面積29萬(wàn)平方米，現(xiàn)有資產(chǎn)總值22億多元×直罚現(xiàn)有在職員工約為1500人暑赏。基于先進(jìn)的航天技術(shù)和設(shè)備竞谒，公司開(kāi)發(fā)的系列精密切削及成形零部件產(chǎn)品丐重、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。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)扮惦，填補(bǔ)了我國(guó)國(guó)防裝備領(lǐng)域的多項(xiàng)空白臀蛛。

企業(yè)先后獲得省部級(jí)以上科技進(jìn)步獎(jiǎng)50多項(xiàng)。這些殊榮反應(yīng)了星航機(jī)電的研發(fā)水平崖蜜，也肯定了星航機(jī)電在研發(fā)方面以及制造方面的能力浊仆。據(jù)星航機(jī)電技術(shù)中心項(xiàng)目主管姜濤博士的介紹，星航機(jī)電對(duì)自身技術(shù)要求的標(biāo)準(zhǔn)非常高豫领，一是出于所在產(chǎn)品領(lǐng)域的特殊性抡柿，飛航產(chǎn)品本身的高標(biāo)準(zhǔn)要求；另外是出于對(duì)產(chǎn)品希望進(jìn)行不斷改造和升級(jí)的意愿等恐。目前洲劣，公司擁有多型號(hào)、多系列冷熱加工設(shè)備和精密測(cè)試课蔬、計(jì)量囱稽、理化試驗(yàn)設(shè)備，現(xiàn)已形成了完整配套的鑄造二跋、鈑金卡围、鉚接、焊接哭练、熱表處理外秋、理化檢測(cè)、數(shù)控加工僧憾、總裝奈株、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)金字塔的塔尖米原，無(wú)論加工工藝還是加工材料葛窜，航天產(chǎn)品的生產(chǎn)都代表著尖端制造業(yè)扫应。作為其中的一個(gè)分支虹悄，國(guó)防裝備制造業(yè)同樣被作為高科技產(chǎn)業(yè)，更是一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的集中體現(xiàn)和重要標(biāo)志忽秕。隨著科技的發(fā)展场魏，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，因此悦要，其中的零部件采用鈦合金筝闹、復(fù)合材料等難加工材料的比例越來(lái)越大，由此也引發(fā)了很多加工難題腥光。

鈦合金因具有強(qiáng)度高关顷、耐蝕性好、耐熱性高等特點(diǎn)而被廣泛使用，在鈦合金加工中议双，刀具的選擇非常關(guān)鍵痘番，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)具備較高的熱硬度平痰、良好的韌性汞舱、良好的耐磨性，以及高的導(dǎo)熱系數(shù)和較低的化學(xué)活性宗雇，尤其在銑削加工時(shí)昂芜，刀具還應(yīng)具有良好的抗沖擊性。

在星航機(jī)電的所有加工任務(wù)中赔蒲，鈦合金的使用占有比較高的比例泌神，多為飛航產(chǎn)品的框架類以及回轉(zhuǎn)類零部件】夥“我們與瓦爾特的合作要追溯到2005年碟荐，自從有了這個(gè)型號(hào)以來(lái)，就開(kāi)始使用瓦爾特的刀具產(chǎn)品憎材，合作已經(jīng)近十年未蚕。”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(shuō)投墩。星航機(jī)電的鈦合金框架類產(chǎn)品規(guī)格并不大辛啰，毛坯件類似機(jī)翼形狀，扁平彰畅，有正反兩面需要進(jìn)行型面加工迂奋，而且為了減輕產(chǎn)品質(zhì)量，上面有很多減重設(shè)計(jì)的溝槽誉缚，零件中間部分也基本都是為了減重的鏤空設(shè)計(jì)嘱垛。該零件的工藝流程并不復(fù)雜，楊宏宇先生介紹說(shuō)疫遵，毛坯件首先交給鉗工劃線那惜，因?yàn)榱慵奶厥庑螤睿瑹o(wú)法裝卡梧油，所以之后的步驟是加工零件的卡頭苫耸，然后是粗銑加工零件正反面、穩(wěn)定化儡陨，然后進(jìn)行精劃線褪子、卡頭精加工以及精加工上下兩面。

從熱處理開(kāi)始骗村，算上所有工藝步驟嫌褪，這樣一個(gè)鈦合金的零件加工周期在60小時(shí)左右呀枢，其中，金屬加工部分的時(shí)間大概在40小時(shí)笼痛，加工這樣一個(gè)工件共使用三個(gè)瓦爾特的球頭刀片硫狞。“從我們的使用經(jīng)驗(yàn)來(lái)看晃痴，瓦爾特的刀具壽命是最長(zhǎng)的残吩，我們?cè)c若干的進(jìn)口刀片做過(guò)對(duì)比，瓦爾特的球頭刀在同等轉(zhuǎn)速和進(jìn)給的情況下倘核，刀具的使用壽命最長(zhǎng)泣侮，表現(xiàn)最佳〔嗟蓿”楊宏宇先生很明確的指出鹏闭，雖然鈦合金導(dǎo)熱性差，會(huì)致使刀具磨損加快寒淌，但瓦爾特的一把刀峭签，可以實(shí)現(xiàn)粗加工時(shí)的使用壽命是4小時(shí)，精加工達(dá)到8小時(shí)蚜遥，而其他廠家達(dá)不到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)辱闺。

目前，星航機(jī)電使用的瓦爾特刀具產(chǎn)品是P3204-D16 WSM36球頭刀片由饵，配F2139球頭刀桿狈榛。瓦爾特仿形精銑刀F2139是用于型腔精加工的高精度刀具，極其精準(zhǔn)的四面磨制刀片有各種切削材質(zhì)和槽型可供選擇故咽，確保最佳工件表面質(zhì)量纽他；專用于切削難加工材料的槽型和涂層技術(shù)，延長(zhǎng)了刀具使用壽命化刻；另外像捶，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)合金刀桿桩砰，在長(zhǎng)懸伸時(shí)起到減震作用拓春。基于以上條件五芝，刀具能與規(guī)定的加工條件完美匹配痘儡。而且辕万，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)枢步，這種材質(zhì)的基體材料為超細(xì)硬質(zhì)合金晶粒，刀片涂層底層為TiAlN材質(zhì)渐尿，提高了抗后刀面磨損能力醉途，中間為PVD γ-Al2O3涂層矾瑰，提高了塑性變形和微小崩刃抵抗能力，表層裝飾涂層為ZrN隘擎，整個(gè)涂層的厚度只有4-5μm殴穴，以確保切削刃口的鋒利。到目前為止货葬，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掷膛，其突出的刀具使用壽命是征服星航機(jī)電的關(guān)鍵。

刀具是加工效率提升的基石

在星航機(jī)電的所有零件中共撰，除了比例比較大的鈦合金之外服移，鋁合金的比例也達(dá)到了40%。這些鋁合金零件多為薄壁鞋夹、深腔類零件驶恨，相比較鈦合金來(lái)說(shuō)，鋁合金本身導(dǎo)熱性好孕炒，硬度也不高道婚，因此加工相對(duì)容易一些，對(duì)刀具的要求也相對(duì)低一些仪但。星航機(jī)電在加工鋁合金零件時(shí)潦博，需要刀具具有高強(qiáng)度、高韌性的特點(diǎn)呀净，這里用到的硬質(zhì)合金刀具會(huì)比較多淘客。除此之外，就是對(duì)加工效率有明確的要求杨匕。姜濤博士介紹說(shuō)：“因?yàn)楝F(xiàn)在裝備的研發(fā)周期越來(lái)越短着饥，這就需要制造水平得到相應(yīng)提升，尤其對(duì)加工效率的要求標(biāo)準(zhǔn)更高惰赋≡椎簦”通過(guò)對(duì)瓦爾特刀具的使用，星航機(jī)電鋁合金部件的加工效率整體提高了20%赁濒，效率的提高還將整體加工成本降低不少轨奄，給星航機(jī)電的產(chǎn)品制造帶來(lái)了極大的益處。

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)方形拒炎，但是里面由很多個(gè)大小不一的型腔挪拟，型腔的深度一般在100～120毫米之間，因此击你，加工中刀具的硬度玉组、耐磨性、抗沖擊性丁侄、振動(dòng)都是需要考慮的因素惯雳。這些型腔多為標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)方形朝巫，在與瓦爾特合作之前，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)象曾罕，因?yàn)樾颓坏纳疃容^大蒙亦，刀具振動(dòng)容易引發(fā)斷刀，而且拐角部位是R8的圓角礼文，拐角角度大概在90°离饺。而在使用了瓦爾特的銑刀之后，這一狀況得到了極大改善繁惦，不僅振動(dòng)消除了夫蚜，表面加工質(zhì)量也大為提高。因此狈馏，瓦爾特是星航機(jī)電最早合作的刀具廠家功刽，而且這一合作就持續(xù)了十年。

合作空間巨大

目前缘说，在星航機(jī)電的加工車間中显午，還有很多類型的難加工材料，比如高溫合金劣零、鎢鎳鐵等等钟助。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(shuō)，高溫合金占比現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到了15%掏秩，其加工效率的提升亟待解決或舞，“因?yàn)楫a(chǎn)品需要，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蒙幻，高溫合金的導(dǎo)熱性非常差映凳，僅是鈦合金導(dǎo)熱性的七分之一，可見(jiàn)其機(jī)加工的難度邮破≌┩悖”這種加工會(huì)造成刀具的快速急劇磨損，所以刀具能否進(jìn)行加工是第一步抒和，然后需要考慮刀具加工這樣的部件時(shí)的使用壽命矫渔，接下來(lái)才會(huì)考慮刀具的加工效率〈菝В“現(xiàn)在我們使用一把刀加工高溫合金庙洼，基本使用20分鐘刀具壽命就結(jié)束了，如果能找到持續(xù)加工1小時(shí)以上的刀具镊辕，那將極大的改善我們的加工現(xiàn)狀油够，整體加工成本也會(huì)減少很多〗锛洌”楊宏宇先生認(rèn)為這是目前困擾他的最大的難題穆烹。

刀具在星航機(jī)電的加工中起到了至關(guān)重要的作用乌换，原來(lái)某些部件僅一道工序就需要加工半個(gè)月左右稿棚，在高品質(zhì)刀具的介入下败何，現(xiàn)在這種情況基本杜絕了。當(dāng)然采缎，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)的诺骏，還包括刀具供應(yīng)商提供的前期服務(wù)，比如刀具選型的建議以及工藝流程的改善敌菩。在所有相關(guān)因素中基恩，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，“這個(gè)環(huán)節(jié)是非常關(guān)鍵的疏拱，我們要使用最新的刀具牌號(hào)斤杏，但首先要知道刀具供應(yīng)商做了哪些優(yōu)化。另外就是刀具的試用榕每，有新的刀具推出腹呀，我們希望能第一時(shí)間拿到試用±干校”

其實(shí)對(duì)于這些問(wèn)題起愈，瓦爾特已經(jīng)給出了很好的解決方案，比如全新的品牌瓦爾特-全向（Walter Multiply）译仗。這是一種總體服務(wù)理念抬虽，刀具管理是一個(gè)重要的部分。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）纵菌，從中可以清晰地圖示出當(dāng)前的庫(kù)存量阐污、單個(gè)刀具更換周期以及準(zhǔn)確的刀具消耗量。它還能記錄每把刀具的具體動(dòng)向咱圆，從刀具接收到安裝至機(jī)床上疤剑，其中也包括裝配刀具。另一個(gè)益處是通過(guò)配置成本中心闷堡、工作人員隘膘、班次以及項(xiàng)目，輕觸一下按鈕就能夠在TMS中進(jìn)行清查杠览。這樣一來(lái)弯菊，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。刀具管理系統(tǒng)的個(gè)性化服務(wù)組件牺缰，包括刀具供應(yīng)系統(tǒng)田蕴、供應(yīng)管理、“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)行定制醋咒。在不遠(yuǎn)的未來(lái)负稚，用戶只需要輸入所要加工零件的基本結(jié)構(gòu)特征以及材料踱措，軟件就能夠自動(dòng)為用戶進(jìn)行配刀，這與星航機(jī)電的想法正好吻合央改。

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)毕嘹。

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

在使用瓦爾特刀具產(chǎn)品的10年間，星航曾與若干的進(jìn)口刀片做過(guò)對(duì)比德州，瓦爾特的球頭刀在同等轉(zhuǎn)速和進(jìn)給的情況下聪弊，刀具的使用壽命最長(zhǎng)，表現(xiàn)最佳窝革。

姜濤购城，技術(shù)中心預(yù)先研究項(xiàng)目主管。

丁國(guó)智虐译， 數(shù)控加工車間技術(shù)負(fù)責(zé)人瘪板。

正在翻閱瓦爾特產(chǎn)品手冊(cè)的數(shù)控刀具專員楊宏宇先生。

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