航空航天工業(yè)領(lǐng)域通過(guò)國(guó)際間技術(shù)引導(dǎo)和策略性關(guān)鍵技術(shù)的融合溪臊，目前正以每年約28.4億歐元的銷(xiāo)售額成為推動(dòng)歐洲經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的一個(gè)重要引擎育八。根據(jù)聯(lián)邦德國(guó)航空航天工業(yè)聯(lián)合會(huì)（BDLI）統(tǒng)計(jì)羊精，僅在德國(guó)就有100000多人直接在該領(lǐng)域工作匾七。尤其是刀具行業(yè)絮短，在面對(duì)層出不窮的新材料和如何在確保高質(zhì)量及高效率的前提下繼續(xù)提升資源效益的要求時(shí)，更加著力于開(kāi)發(fā)創(chuàng)新型刀具技術(shù)方案和加工策略污涤。

SGS Tool公司專(zhuān)門(mén)為航空航天饶饿、賽車(chē)和汽車(chē)以及制藥行業(yè)提供高科技材料。除了能夠提供適合各種應(yīng)用場(chǎng)合的技術(shù)和材料之外狰娱，該公司還提供針對(duì)這些應(yīng)用場(chǎng)合的特殊刀具設(shè)計(jì)服務(wù)湘涉。SGS Tool公司不僅在整體硬質(zhì)金屬刀具領(lǐng)域，同時(shí)在先進(jìn)的涂層和專(zhuān)門(mén)的低溫技術(shù)領(lǐng)域頗有建樹(shù)劈耽。

諸如碳素纖維強(qiáng)化塑料（CFK）和玻璃纖維強(qiáng)化鋁材等復(fù)合材料若棒，被大量應(yīng)用于輕型結(jié)構(gòu)產(chǎn)品中，這是因?yàn)楹芏鄳?yīng)用場(chǎng)合需要采用體積小拆楣、重量輕且具備高負(fù)荷能力的零件的唆。盡管航空航天領(lǐng)域越來(lái)越多地使用復(fù)合材料，但在復(fù)合材料的加工策略方面仍存在著巨大的技術(shù)優(yōu)化潛力浅仑。例如求瞎，從第一個(gè)鉆孔到最后一個(gè)鉆孔屁样，所有的鉆孔都必須干凈且順滑，鉆孔直徑必須滿(mǎn)足公差要求睦作，這是因?yàn)闃O細(xì)小的纖維殘留物在鉚接之后都有可能造成鉚接處松動(dòng)等嚴(yán)重后果我衬。

圖1  無(wú)論是未涂層還是采用特殊金剛石涂層，所設(shè)計(jì)的CCR系列HM壓縮銑刀非常適用于對(duì)復(fù)合材料的加工

在大多數(shù)情況下饰恕，硬質(zhì)碳素纖維材料在切削加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的磨損挠羔，唯有切割材料和高強(qiáng)度涂層才能起作用。因此埋嵌，在對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行切削加工時(shí)褥赊，其高度磨損性就要求切削刀具必須采用特殊涂層，例如SGS金剛石結(jié)晶體涂層莉恼。有時(shí)，人們需要使用更加堅(jiān)硬和耐用的刀具速那。所以該公司開(kāi)發(fā)出了一種特殊的PKD解決方案俐银，例如SGS公司與空客合作，從其標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品中選出20CCR系列（Router碳纖維復(fù)合材料）HM壓縮纖維材料產(chǎn)品（圖1）與現(xiàn)場(chǎng)碳素纖維強(qiáng)化塑料干式真空加工中的鍵槽銑削工藝要求相匹配（徑向切割深度：12mm端仰；軸向切割深度：5mm）捶惜。

材料的高磨損性要求切削時(shí)采用特殊涂層

所設(shè)計(jì)的復(fù)合材料加工銑刀可以通過(guò)相對(duì)的螺旋角度把切割力引導(dǎo)到工件的中間位置，從而解決了分層的問(wèn)題荔烧。新型CCR未涂層刀具具有改良的設(shè)計(jì)特征和最佳的加工條件吱七。其特殊的切割幾何外形顯示出刀具良好的邊緣狀況。在對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行切削時(shí)社殉，纖維材料不會(huì)從較軟和對(duì)溫度較敏感的心層開(kāi)始剝離陷龟，這就避免了零件結(jié)構(gòu)受損的風(fēng)險(xiǎn)。與以往的PKD方案相比扑认，該刀具的使用壽命延長(zhǎng)了59%逻事，達(dá)到了空客公司的要求。

圖2  Z-Carb系列銑刀適用于對(duì)高耐熱性鋼材犯舆、超級(jí)合金鋼和鈦金屬的加工

加工鈦金屬時(shí)產(chǎn)生熱感應(yīng)應(yīng)力

在輕型結(jié)構(gòu)中畜溺，CFK材料和鈦金屬材料及其合金材料是屬于非常成功的一組材料。其化學(xué)特性決定了它們不會(huì)發(fā)生接觸腐蝕壮僵，因此這兩種材料可以很好的進(jìn)行組合使用理章。但是這些優(yōu)點(diǎn)也需要付出代價(jià)，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)切屑和工件所能達(dá)到的散熱效果較差清腌，刀片需要承受很大的熱負(fù)荷厂均，因此在加工鈦金屬材料時(shí)，會(huì)在刀具上形成熱感應(yīng)應(yīng)力幸亭。層狀切屑所造成的膨脹負(fù)荷大仗扬，因材料硬度大而造成的刀片邊緣的點(diǎn)壓力載荷也較大症概，這些因素會(huì)造成刀具快速失效。

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)鈦金屬早芭、高耐熱鋼和超級(jí)合金鋼的加工彼城，SGS公司擴(kuò)展了其產(chǎn)品范圍。一家飛機(jī)制造商向這家刀具公司求助退个，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)一種特殊的鈦金屬渦輪部件的鍵槽進(jìn)行更加快速募壕、高質(zhì)量和更低費(fèi)用的加工。在對(duì)應(yīng)用條件進(jìn)行分析之后语盈，飛機(jī)制造商決定采用Z-Carb-AP銑刀進(jìn)行粗加工并采用一種特殊的V-Carb銑刀進(jìn)行整體精加工舱馅。

圖3  SGS Tool公司參與了一項(xiàng)名為Bloodhound火箭汽車(chē)的項(xiàng)目，并提供了針對(duì)鋁材的加工刀具

Z-Carb系列銑刀采用不對(duì)等的螺旋角度以阻止振動(dòng)現(xiàn)象刀荒，并采取不均等的刀片分布來(lái)抑制噪聲（圖2）代嗤。可調(diào)的切割角度有助于形成理想的切屑形狀缠借。特殊的邊角曲率外形和很小的曲率半徑公差可以確保更高的邊緣精度和更好的切割性能干毅，并降低切割邊緣的負(fù)荷。一種很硬的具有很好附著性的Ti-NAMITE-X刀具涂層即使在高溫條件下泼返，也能延長(zhǎng)刀具在加工鈦金屬材料時(shí)的使用壽命等盏。

針對(duì)精加工要求而經(jīng)過(guò)改良的V-Carb系列銑刀具有特殊的幾何外形和特殊的切屑形狀。這種改進(jìn)有助于實(shí)現(xiàn)無(wú)振動(dòng)的精加工和最佳的表面質(zhì)量沥卦。采用Ti-NAMITE-A涂層的刀具可以抵御在切割熱導(dǎo)性很差的材料時(shí)遭遇的高熱量缩睛。在完成最佳化磨削時(shí)，每個(gè)工件的加工時(shí)間最多可以縮短12h辩钢。這對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)辉召，相當(dāng)于每年節(jié)省約6000h。同時(shí)沛三，每個(gè)工件的加工成本可降低1200歐元骑枯。

針對(duì)NE和非金屬材料切削的三刀刃立銑刀

體育賽車(chē)和航空技術(shù)領(lǐng)域的主流企業(yè)都在向SGS Tool公司尋求技術(shù)解決方案。其中一個(gè)特別的項(xiàng)目則是Bloodhound火箭汽車(chē)（圖3）施揪。英國(guó)飛行員Andy Green計(jì)劃將于2015年采用這種混合型火箭汽車(chē)創(chuàng)造一項(xiàng)新的公路汽車(chē)紀(jì)錄涡税，其速度紀(jì)錄將達(dá)到約1600km/h。作為該項(xiàng)目的技術(shù)合作方交某，SGS Tool公司提供火箭部件和燃料泵元件所用的加工刀具醇锌。

圖4  S-Carb三刀刃立銑刀可用于對(duì)NE和非金屬材料進(jìn)行切削加工

屬于此類(lèi)的刀具包括用于鋁材加工的S-Carb APR和APF立銑刀（圖4）。所設(shè)計(jì)的三刀刃立銑刀適用于對(duì)NE和非金屬材料的高速切削加工麻诀。由于采用特殊的幾何外形和新式切屑控制技術(shù)痕寓，這種銑刀可以達(dá)到很高的同圓度，有效阻止刀刃膨脹蝇闭，實(shí)現(xiàn)更高的加工精度和更長(zhǎng)的刀具使用壽命呻率。

S-Carb APR系列銑刀特別適用于對(duì)鋁質(zhì)結(jié)構(gòu)工件的高效粗加工硬毕。通過(guò)采用一個(gè)90kW加工軸，可以達(dá)到9000m3的單位時(shí)間切削量礼仗。作為一項(xiàng)法則吐咳，加工軸的功率每達(dá)到10kW，切削量就可達(dá)到1000m3/min元践。S-Carb APF系列銑刀在縮短對(duì)薄壁鋁型材加工時(shí)間的同時(shí)并不會(huì)造成材料變形韭脊，從而達(dá)到預(yù)期的精加工效果。

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