航空航天業(yè)是世界上對技術(shù)要求最苛刻的行業(yè)之一您单。航空工業(yè)零件的制造受到許多因素的限制却紧，例如越來越多的難加工材料、復(fù)雜的幾何形狀惨撇、異常嚴格的加工要求以及嚴格的交貨時間限制等伊脓，與此同時，生產(chǎn)效率還需要不斷提高魁衙。

在競爭如此激烈的制造格局中报腔，取得成功的關(guān)鍵在于是否具備全面的零件專業(yè)知識。在這種生產(chǎn)環(huán)境中剖淀，由于各種挑戰(zhàn)的存在纯蛾，就決定了要使用CAM編程，并且要使用四軸和五軸機床足渔。在這個高度競爭的行業(yè)內(nèi)留旱，選擇一個合作伙伴至關(guān)重要，這個合作伙伴要具有豐富的經(jīng)驗和充足的資源丹碑，這樣才能在各種零件開發(fā)時提供具體刀具以及加工工藝等方面的支持顶恍。

整體解決方案支持應(yīng)涵蓋主軸接口、刀柄選擇寓鳄、編程方法蔼处、刀片材質(zhì)和槽形以及表面完整性，即能夠制造出最高質(zhì)量零件的所有參數(shù)跛孕。調(diào)整和優(yōu)化這些因素將有助于企業(yè)在全球范圍內(nèi)展開競爭铭能。

深槽車削

航空發(fā)動機零件對機加工的新挑戰(zhàn)

航空航天的機加工工序很有挑戰(zhàn)性，主要是由于行業(yè)規(guī)范舟鲁、材料性能以及各種零件裝配的要求都很苛刻励螺。這些零件的材料都很難加工，并且形狀復(fù)雜坡沿，需要使用的刀具有很好可達性糊探，而且編程時要采用正確的走刀路徑。

發(fā)動機零件工作區(qū)域溫度較高河闰，所以要求工件材料具有更高的硬度科平、強度、韌性姜性，還要有更好的抗腐蝕或抗氧化性能瞪慧，材料通常為：鎳基合金髓考、高強度鈦合金、高合金鋼和復(fù)合材料弃酌。和其他材料相比氨菇，這些材料的機加工性能較差，需要掌握更好的加工工藝知識妓湘。選擇正確的刀具和刀具組合查蓉，采用更好的工況，就能優(yōu)化機加工效率榜贴。

根據(jù)需要奶是，發(fā)動機零件幾何形狀比較復(fù)雜。它們尺寸也往往較大平俘，并且對工件強度和重量都有嚴格的限制。典型零件特征包括薄壁玻温、復(fù)雜的幾何形狀和輪廓猴豁，這就對機加工帶來新的挑戰(zhàn)。

現(xiàn)在级闭，我們來看看一些航空發(fā)動機零件所面臨的加工挑戰(zhàn)悲碰，其成功的關(guān)鍵在于將最新的應(yīng)用和工藝知識與最佳的刀具解決方案相結(jié)合。

渦輪盤

渦輪盤車削工序復(fù)雜本洁，其材料通常是難加工的合金材料泻磅，例如Inconel 718、Waspalloy和Udimet 720搔片。此類零件通常是清除型腔輪廓比較困難的煞松。

采用模塊化SL70刀具系統(tǒng)。圓刀片是粗加工和精加工要求苛刻材料的最佳選擇脸缆，其加工效率很高芳争，同時還具有很好的可達性。這些圓刀片刀尖半徑較大别粮，這意味著可以在不降低切削深度的情況下主偏角更小懈词，因此可以提高生產(chǎn)效率。模塊化的SL70刀具系統(tǒng)的刀板可以根據(jù)凹型腔的特征設(shè)計辩诞，無需使用非標刀具或?qū)Φ毒哌M行改進坎弯。用戶可以靈活地選擇各種接柄和刀板，這樣基于有限的刀具庫存即可構(gòu)建出多種模塊組合译暂。這些刀板考慮了軸向和徑向干涉抠忘，所以能夠深入到斜槽中，并且?guī)в懈邏豪鋮s外永，冷卻液可以通過刀板內(nèi)部直接作用于切削刃口上褐桌。由于帶有防振特性衰抑，在可達性要求較高的場合亦可確保高性能，因此這些刀板在車削深槽特征時荧嵌，往往能夠在更高的進給率下降低振動并獲得更長的刀具壽命呛踊。此外，甚至在使用大懸伸或承受高切削力時啦撮，山特維克可樂滿的Capto接口也可提供極強的剛性谭网。

擺線車削

應(yīng)用于擺線車削。在加工深狹槽和凹槽中例是，從金屬去除率方面來說卡宛，擺線車削是一種高效加工方式。通過工件分段式狐怯，擺線車采用滾入切入的方式胚闲，可以減小刀片接觸面。車削凹槽時颜肥，排屑始終是關(guān)鍵因素缭柄。加工這種材料剪切力大，因此需要形成更窄的切屑退厕，這就需要平衡刀片槽型和進給量软架。此舉也最大化了直線運動，這樣就能夠通過最大化進給率而獲得最佳的生產(chǎn)效率寸颇。同時弄讥，這種加工方法能夠保證在每次退刀時，切削力方向不同础健。另外谋啃，由于刀片始終沒有離開工件，所以交替變換切削方向能夠充分利用切削刃口蹂喻，使刀片更持久耐用延赌。擺線車削能夠避免切屑堵塞，降低振動趨勢和殘余應(yīng)力叉橱，非常適合于安全高效地去除大量材料挫以。

渦輪機匣

渦輪機匣通常采用極具挑戰(zhàn)性的材料制成，渦輪機匣的材料通常極具挑戰(zhàn)性窃祝，例如Inconel或Waspalloy掐松。由于金屬去除量較大，因此在銑削時粪小，容易對零件結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重大影響（例如變形）大磺。此類零件需要使用許多車銑和五軸方式去除大量材料，由此導(dǎo)致生產(chǎn)周期非常長。

采用陶瓷材質(zhì)CC6060杠愧。與硬質(zhì)合金刀具相比待榔，陶瓷切削刀具的耐熱性更高，并且不易與工件材料產(chǎn)生化學反應(yīng)流济。陶瓷材質(zhì)CC6060是一種優(yōu)化材質(zhì)锐锣，針對大直徑零件切削長度較大，CC6060適合更高的進給率和長時間的連續(xù)切削铆糙，這使其成為銑削渦輪機匣類零件的理想選擇缕翁。由于其出色的抗溝槽磨損性能，所以和其他陶瓷材質(zhì)相比械琴，CC6060材質(zhì)可以適用于更大的切削深度叠凸，在半精加工至粗加工的初始和中間切削階段中可確保最佳的生產(chǎn)效率。該材質(zhì)也是型腔加工和仿形加工工序的首選狰了。

高壓冷卻（HPC）的好處包括可以改善切屑控制和降低切削區(qū)的溫度

應(yīng)用：凸臺間的陶瓷車銑滨鼠。在整個渦輪機匣加工期間，平均有75%的時間耗費在車銑凸臺間的材料上乐标。車銑牽涉到利用旋轉(zhuǎn)銑削刀具進行切削時還要使工件旋轉(zhuǎn)捶臂。這種工序非常適合于加工那些要求高金屬去除率和有遮斷物（如點火凸臺）的車削零件。渦輪機匣的凸臺位于其圓柱周界的邊緣宜裂。采用陶瓷刀具進行車銑不僅可降低溝槽磨損，而且能夠提高進給率以及獲得更高的金屬去除率缕圣，這是去除凸臺間材料的最高效方式掀哎。

風扇機匣

這些大型鈦合金零件可加工性較差，具有復(fù)雜的形狀和薄壁等特點旺坠。但與鎳合金不同乔遮，鈦合金不能用陶瓷進行加工。這樣就使如何高效地去除金屬成為一項挑戰(zhàn)取刃。加工此類零件時蹋肮，保持低切削溫度至關(guān)重要。

采用立式車床（VTL）璧疗。為了確保溫度可控和極佳的零件精度坯辩，此類加工應(yīng)在立式車床上進行。立式車床設(shè)計需要具備手動快換或自動換刀功能崩侠。尤其是采用自動換刀時漆魔，長切屑意味著零件損壞的風險很高。但是却音，在立式車床上改抡，可以冷卻液通過滑枕直接輸送到主軸，對冷卻液壓力沒有限制，因此改善了切削條件和加工安全性阿纤。

應(yīng)用：高壓冷卻（HPC）辣摘。確保風扇機匣加工獲得成功的一個關(guān)鍵是使用高壓冷卻。HPC的好處包括可以改善切屑控制和降低切削區(qū)的溫度荡将。切屑控制更安全涵群，就能保證切屑從緊密的型腔和凹槽中順利排出。這樣可確保切屑不會纏繞住刀具或劃傷零件潭均。高效地冷卻切削區(qū)將有助于盡可能降低刀具磨損校搀，延長高達50%的刀具壽命，并且能夠使切削速度提高20%号找。

防振刀板

在機床的高壓泵產(chǎn)生壓力后房幌，接下來就需要刀具將冷卻液傳送到正確的位置。利用高精度噴嘴泥碳，可以將冷卻液引導(dǎo)至主切削刃膜护。這種高效應(yīng)用有助于在切削期間均勻散熱（圖4）。

盤軸與風扇盤

發(fā)動機盤軸和風扇盤代表兩種同樣極具挑戰(zhàn)性的特征：深內(nèi)腔和燕尾尾形葉根槽泰牵。

采用防振刀板锭测。加工這些零件時采用防振刀板將有助于解決常見的振動和排屑問題。防振刀板設(shè)計有已獲專利的防振裝置芥吟，能確保工藝更安全高效侦铜。與未加裝防振裝置時相比，其切削深度可高出4倍钟鸵。這些較窄的條形刀板能夠深入到深內(nèi)腔底部高效地去除切屑钉稍，由此可確保極為安全的加工工藝。

應(yīng)用：深槽內(nèi)的無振動車削棺耍。深槽代表此類零件最具挑戰(zhàn)性的特征之一贡未。在應(yīng)用方面，盤軸的深槽加工時由于容易在凹型腔中形成切屑堆積蒙袍，從而引起刀片安全隱患俊卤。為了確保加工安全性，應(yīng)采用無振動車削害幅。橢圓截面的齒紋接口提供了杰出的穩(wěn)定性和可達性消恍，而3~10in（1in=25.4mm）高的刀板能實現(xiàn)最佳的冷卻液供應(yīng)以幫助排屑。

擺線銑削

軸

發(fā)電機軸采用高合金鋼或Inconel制造以现，其面臨的主要加工挑戰(zhàn)是零件的長度和復(fù)雜的內(nèi)部特征哺哼。軸在制造方面最重要的進展得益于多任務(wù)機床的不斷發(fā)展。

采用Silent Tools減振鏜桿叼风。由于這類零件的長度較長虽柜，因此在鏜削期間常常會出現(xiàn)振動。振動會引起例如具有破壞性的表面紋理、精度不夠财偶、生產(chǎn)率低拙位、增加刀片的消耗、機床的磨損加速以及產(chǎn)生噪聲等問題课枉。Silent Tools鏜桿具有嵌入式防振結(jié)構(gòu)属胖，這使其能夠?qū)崿F(xiàn)無振動加工，同時還能保持良好的生產(chǎn)效率和較嚴的公差要求杆赃。

應(yīng)用：鏜削深孔和孔中的深凹型腔莲疤。鏜削深孔會導(dǎo)致表面光潔度差，并且由于不穩(wěn)定而引起振動宣忧。零件唯一不需要抵消的切削力是軸向力砍机。但是，徑向力會令刀具彎曲進而離開切削區(qū)锤扣，由此對公差和孔徑產(chǎn)生負面影響铭莱。通過施加逐漸提高的軸向和徑向載荷，當前頻率或Silent Tools減振鏜桿會吸收切削時所產(chǎn)生的任何振動遣妥，不僅改善了切屑控制擅编，而且能夠提高切削參數(shù)。

整體葉盤/葉輪

由于在重量箫踩、效率和維修等方面的優(yōu)勢爱态，整體葉盤在發(fā)動機壓氣機中的應(yīng)用越來越多。與其他零件相比境钟，此類零件具有狹窄的凹腔锦担、狹長槽和很深的復(fù)雜幾何形狀，切削時往往需要五軸聯(lián)動吱韭。

確保加工獲得成功的關(guān)鍵因素包括具有良好動態(tài)特性的五軸機床吆豹、經(jīng)過優(yōu)化的軟件以及正確的刀具選擇鱼的。

采用CoroMill Plura 50°螺旋角帶避空整體硬質(zhì)合金圓角立銑刀理盆。粗加工材料為Inconel的狹槽時，CoroMill Plura 50°螺旋角帶避空整體硬質(zhì)合金圓角立銑刀特別適合于銑削深度約為刀具直徑兩倍而銑削寬度較小時的應(yīng)用場合凑阶。

應(yīng)用：擺線銑削猿规。擺線銑削是用于去除花邊和凹腔中材料的一種高速加工技術(shù)。通過平穩(wěn)地圓弧切入和圓弧切出工件來控制銑刀與工件的接觸弧長宙橱，即可獲得更高的生產(chǎn)效率和更長的刀具壽命么缴。擺線銑削能夠?qū)⒏吖ぷ髋_進給與低切削力有機結(jié)合，從而使切削刃和工件保持較低的溫度版掘。該方法采用了薄屑技術(shù)犁式，其結(jié)果是切屑中熱積聚少，刀具能夠以全切深運行。此外蚌汁，還削減了走刀次數(shù)遵盼。擺線銑削并非總是粗加工狹槽的最快方法，但毫無疑問地是它能獲得更長的刀具壽命鲸嫁、高可預(yù)測性和更高的零件質(zhì)量刑映。

在當今的全球制造環(huán)境下，如果沒有正確的工藝知識和最實用的加工策略很難滿足在昂貴機床上加工關(guān)鍵零件的需求兜诞。在所有層面均獲得正確的資源支持翰鬓，通過不斷改進工藝、提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量一致性以及削減成本和確保加工安全性惋涌，幫助企業(yè)在全球競爭中立于不敗之地坟翠。

（文章來源：互聯(lián)網(wǎng)）

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