鈦合金零件的大余量銑削

由于比普通合金鋼的加工更為困難，因此通常認為鈦合金屬于難加工材料。典型鈦合金的金屬去除率僅為大多數(shù)普通鋼或不銹鋼的25%左右，因此加工一個鈦合金工件需要花費的時間約為加工鋼件的4倍淘太，按照現(xiàn)有加工水平，零件的加工制造周期進一步延長规丽，完全不能滿足現(xiàn)在航空工業(yè)的新機型推出日新月異的要求蒲牧。因此，制造商需要增加生產(chǎn)能力赌莺，因此需要更好地理解鈦合金加工策略的有效性冰抢。典型的鈦合金工件的加工是從鍛造開始的，直到約80%的材料被去除而獲得最終的工件外形艘狭。

由于這些工件通常是由新型合金制成挎扰，因此需要改變加工方式和刀具材料。以典型的鈦合金零件代表——飛機起落架為例巢音，來闡述刀具改進對加工效率的提高和降低加工成本的有效性遵倦。由新型鈦合金材料制成的起落架，加工難度非常大港谊，傳統(tǒng)刀具加工一件零件大概需要1個月左右骇吭，而且由于零件難加工，導致刀具磨損非称缢拢快，刀具一個切削刃僅能加工不到1h傻椿，導致用戶加工此類零件的刀具消耗非常大阅秀，刀具成本居高不下。在這種狀況下肤狞，用戶急于尋求一種既能大幅度提高加工效率又能降低加工成本或者不提高加工成本的刀具京拣。

針對這種需求，伊斯卡提出大進給銑刀解決方案货瘫。FTP銑刀是伊斯卡公司在HTP插齒刀基礎(chǔ)上開發(fā)出來的一款新型刀具帜猩，可同時滿足插銑和大進給銑削兩種銑削方式的要求，而且切削輕快鬓灼。FTP銑刀具有以下特點：首先朦阶，定位方式更加可靠，由于刀片正反面均帶切削刃瘪吭，刀片進行了加厚處理杰翰，定位面被分成了幾個小平面，位于刀片側(cè)面并與前刀面形成燕尾槽結(jié)構(gòu)经芋，使得刀片裝入刀體時更加地牢固焰诲，增加了刀具剛性，可以承受更大的切削力，實現(xiàn)更大的進給溪食，同時減小切削振動對刀具壽命的影響囊卜。其次，刀片經(jīng)濟性更好错沃，相比于傳統(tǒng)的帶2個切削刃的APKT刀片边败，F(xiàn)TP銑刀片每刀片帶4個大進給切削刃更經(jīng)濟；刀片及切削刃槽形的特殊設(shè)計捎废，大幅提高了刀片定位強度及刀片自身強度笑窜；切削過程更平穩(wěn)，切削力更小登疗，刀具在實際切削過程中產(chǎn)生的切削熱更少排截，大幅提高了刀具切削刃的正常使用壽命，每切削刃的使用壽命達到競爭對手的3倍左右辐益，從而有效降低了刀具的成本断傲。

機匣類零件解決方案

渦輪機匣零件，從工件材料上分析智政，大量采用了變形高溫合金层筹、鑄造高溫合金等難加工材料。這些難加工材料導熱系數(shù)小清截，比強度大风踪，切削溫度高，易產(chǎn)生加工硬化弧蜒。切削時刀具磨損快也菊，刀具壽命短，刀具消耗量大砰穗。從工件結(jié)構(gòu)上來看揽宵，壁薄、剛性差渣么，難加工脐拄。加工零件凸起部分時，刀具系統(tǒng)容易與零件蛋鸡、夾具干涉醇樱。刀具懸伸需要適當加長，增加了振刀的風險饼暑。所以必須對刀具路徑進行優(yōu)化稳析，如采用插銑和快速走刀加工代替正常的側(cè)面銑削，使刀具在加工中的的受力狀態(tài)發(fā)生了改變弓叛，有原來刀具主要承受的側(cè)向力變成了主要承受軸向力彰居，使刀具的剛性大大增加诚纸，有效減少了刀具在切削過程當中出現(xiàn)振刀的可能，使切削參數(shù)選擇的空間更大陈惰，提高了加工效率畦徘。從機床的選擇上來說，渦輪機匣需要在大功率的加工中心上加工抬闯。從加工工序上分析井辆，機匣需要經(jīng)過粗加工、半精加工溶握、精加工杯缺。為了節(jié)省刀具費用，在制造這類零件時睡榆，粗加工萍肆，半精加工和精加工時采用不同的有針對性的刀具，可顯著提高生產(chǎn)效率栽铁。從加工經(jīng)濟性方面上來說笆犀，刀具配置方案需要不斷改進，盡量采用刀具商最新研發(fā)的產(chǎn)品判原。

針對用戶需加工零件狀態(tài)結(jié)合機床條件锉纹，銑削加工是這個零件的關(guān)鍵加工工序。零件材料為鎳基高溫合金今天，銑削加工難度非常大残宽，加工余量大，加工時間長肾轨，刀具費用居高不下（此處略去車削加工方案）初禁。

針對這個零件的銑加工特點，伊斯卡制定了完整的粗加工和精加工方案档徘。在粗加工階段盡量采用伊斯卡新型的大進給刀具，選用針對高溫合金材料銑削的合適刀具槽形短材，當前最先進的針對高溫合金的刀片牌號宝各。充分利用用戶現(xiàn)有機床的潛力，盡一切可能提高加工效率搭独，降低刀具消耗成本婴削。在精加工階段，考慮零件實際型面及零件最終剛性牙肝，合理選取適合的刀具規(guī)格唉俗，選用合適的刀具結(jié)構(gòu)及刀具牌號，盡量在保證刀具高效切削的前提下配椭，降低刀具消耗成本虫溜，為此伊斯卡推薦使用變形金剛（MULTI-MASTER）系列銑刀雹姊。

與傳統(tǒng)整體硬質(zhì)合金刀具相比，變形金剛立銑刀具有明顯的優(yōu)勢：降低單件工件刀具成本衡楞；可實現(xiàn)在機床上直接換刀吱雏，且不需要重新對刀，節(jié)省了輔助時間瘾境；由于刀具自身特點歧杏，使刀具的整體強度優(yōu)于普通桿狀刀具，使刀具的切削性能表現(xiàn)非常優(yōu)秀迷守。

盤軸類零件解決方案

在航空發(fā)動機的制造中犬绒，盤環(huán)件及軸類零件均是關(guān)鍵件或重要件。此類旋轉(zhuǎn)零件脯纽，在發(fā)動機正常運行時處于相對惡劣的運轉(zhuǎn)環(huán)境等吝，對保障發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)甚至飛機正常飛行起到了至關(guān)重要的作用。因此阳框，必須保障此類零件具有高的可靠性桦材，高的安全裕度，同時還要盡量減輕零件的重量旦氓∨谔瑁基于以上訴求，首先從選材上就要求盤軸類零件具有耐高溫汛刻、耐腐蝕射贡、比重輕等特點，目前主要采用各類高溫合金及鈦合金瘾色。加工難點在于演苍，一方面被加工材料的機械加工難度非常大；另一方面梗爸，此類零件具有型面復雜氧吐、薄壁、易變形等典型特點末盔。

針對航空類難加工復雜盤軸類零件的加工筑舅，伊斯卡公司大量標準的ISO車刀及各類切槽刀基本可以滿足各種類型的零件加工。

鋁合金框架結(jié)構(gòu)件解決方案

飛機零件中有大量的薄壁零件陨舱，如翼肋翠拣、長桁、框等游盲，它們有很薄的壁和筋误墓，特點是大量采用整體薄壁結(jié)構(gòu)，尺寸趨向大型化益缎、結(jié)構(gòu)趨向復雜化谜慌、制造趨向精確化發(fā)展然想，加工難度大，切削加工量大畦娄，薄壁又沾，易變，零件制造精度要求高等熙卡。隨著高速切削技術(shù)的發(fā)展巷科，高速切削加工以其加工效率高、切削力小选曼、工件的熱變形和熱膨脹小底靴、加工表面質(zhì)量好、經(jīng)濟效益高及適宜加工復雜和細長薄壁件等獨特優(yōu)勢失傍，被廣泛應(yīng)用于航空航天整體結(jié)構(gòu)件的加工中贝崎。

高速切削加工要求整個刀具系統(tǒng)十分可靠，這其中不僅要求刀具材料本身可靠民沈，還要求組成刀具系統(tǒng)各零件如刀片还凸、刀柄、刀夾浸速、刀墊和緊固螺釘?shù)瓤煽客怠３慵Y(jié)構(gòu)可靠外，還要求夾緊可靠就灸，以提高刀具整體結(jié)構(gòu)可靠性呛疫。其中，刀片可靠度和夾緊可靠度起主要作用泡嘴。

高速切削加工用回轉(zhuǎn)刀具按刀片固定方式可分為整體結(jié)構(gòu)甫恩、帶有固定刀片座結(jié)構(gòu)和可調(diào)刀片座結(jié)構(gòu)三種。高速銑削刀具系統(tǒng)常在10000~30000r/min旋轉(zhuǎn)速度下工作酌予，因此磺箕，如何實現(xiàn)機夾刀具可轉(zhuǎn)位刀片的有效裝卡，對于高速切削刀具的安全性至關(guān)重要抛虫。對于高速刀具可轉(zhuǎn)位刀片的裝夾滞磺，首先要保證刀體與刀片之間的選擇連接配合要封閉，刀片夾緊機構(gòu)要有足夠的夾緊力莱褒。通常不允許采用摩擦力夾緊，可轉(zhuǎn)位刀片應(yīng)有中心螺釘孔或有可卡住的空刀窩用螺絲釘夾緊涎劈，保證刀具精確定位和高速旋轉(zhuǎn)時可靠广凸。例如，一種可轉(zhuǎn)位的刀片蛛枚，刀片底面有一個圓的空刀窩谅海，可與刀體上的凸起相配合脸哀，對作用在夾緊螺釘上的離心力起卸載的作用，或用特殊設(shè)計的刀具結(jié)構(gòu)以防止刀片甩飛扭吁。此外摧垄，刀座、刀片的夾緊力方向最好與離心力方向一致袱黎。刀片中心孔相對螺釘孔的偏心量匕蚁、刀片中心孔和螺釘?shù)男螤畹龋瑳Q定了螺釘在靜止狀態(tài)下夾緊刀片時所受的預(yù)應(yīng)力大小道夭，必須控制螺釘?shù)念A(yù)應(yīng)力渊唁，過大預(yù)應(yīng)力甚至能使螺釘產(chǎn)生變形過載而提前受損。刀片的夾緊力應(yīng)施加規(guī)定的扭矩倾断，并使用合格的螺釘仆玖。螺釘應(yīng)定期檢查和更換。

動平衡性能是高速切削刀具系統(tǒng)優(yōu)劣的一個重要指標守皆。在高速切削條件下刀具系統(tǒng)的不平衡將會產(chǎn)生較大的慣性離心力歪低，從而使機床主軸—刀具系統(tǒng)產(chǎn)生振動，給切削加工過程的穩(wěn)定性與安全性帶來不利的影響砸镀，不僅會加劇主軸軸承及刀具的磨損盔曼，同時會影響工件的加工質(zhì)量，如造成各刀齒的負載不均衡鹿响，工件局部過切羡微、工件形狀發(fā)生變形，表面出現(xiàn)振紋等惶我。所以妈倔，用于高速切削的銑刀必須經(jīng)過動平衡測試，并應(yīng)達到規(guī)定的平衡質(zhì)量等級的要求绸贡。

在高速銑削過程中盯蝴，常采用整體式刀具系統(tǒng)，以提高刀具系統(tǒng)的整體剛度听怕、動平衡精度及抗振性等捧挺。

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