之前我們不止一次提到了鈦合金，和其在航空航天制造領(lǐng)域中扮演了一個非常重要的角色罢荡。 今天我們就著重聊聊鈦合金和飛機(jī)起落架赡突。

和大家分享一段我國唯一的飛機(jī)起落架專業(yè)制造商中航飛機(jī)起落架公司（簡稱 “中航起落架”）在研發(fā)某新型號起落架時發(fā)生的小故事。

起飛区赵、著陸惭缰、滑行……起落架裝置作為唯一一種支撐整架飛機(jī)的部件，其技術(shù)水平和可靠度直接關(guān)系到飛機(jī)的整體性能和使用安全笼才。

中航起落架歷經(jīng)50余年創(chuàng)新發(fā)展漱受，具有國內(nèi)最強的飛機(jī)起落架制造能力和國內(nèi)先進(jìn)水平的液壓技術(shù)優(yōu)勢。為滿足飛機(jī)長壽命骡送、高可靠性的要求昂羡，越來越多的新標(biāo)準(zhǔn)、新工藝摔踱、新材料被應(yīng)用虐先；其中，鈦合金憑借優(yōu)異的綜合力學(xué)性能甥鼠、密度小块生、抗腐蝕性強等特點，成為起落架的理想制造材料岭笔。但同時廓蒜，鈦合金的硬度高、耐磨性高等特點也給加工帶來了極大的挑戰(zhàn)，尤 其是切削刀具奴妈，因鈦合金的切削性能差而導(dǎo)致刀具磨損快等加工難題頻繁出現(xiàn)孩置，嚴(yán)重影響了加工精度和效率。作為行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)的中航起落架公司也曾被這個難題深深困擾窃愿。

鈦合金的加工究竟難在哪里罚栏？

一，鈦合金的彈性模數(shù)低恨递，約為鋼的1/2增捻，對于去除后的表面易反彈，易與刀具后刀面間產(chǎn)生強烈摩擦溺瘩；

二锥惋，塑性低、硬度高开伏，切屑與前刀面接觸面積小膀跌，刀尖切削應(yīng)力大，刀尖和切削刃極易磨損固灵，通常切削速度為30m/min左右捅伤；

三，化學(xué)活性大巫玻，在高溫狀態(tài)時丛忆，鈦和空氣中的大部分成分產(chǎn)生強烈的化學(xué)反應(yīng)，特別是與氧氣和氮氣仍秤，產(chǎn)生間隙固溶體蘸际，生成硬度很高的硬質(zhì)層，對刀具有強烈的磨損作用徒扶；

四，親和性大根穷，由于切屑與刀面之間的強烈摩擦姜骡，在高的切削溫度及高的切削壓力的作用下，刀具材料和工件材料中的鈦元素相互親和诽怨，產(chǎn)生咬合勃经、粘刀，刀具易產(chǎn)生粘結(jié)磨損食云。

如何選擇適合的切削刀具

經(jīng)技術(shù)專家通過反復(fù)探索和實驗推敲浩铺， 最終總結(jié)出選擇加工鈦合金刀具的原則必須依據(jù)下列條件：

1）刀具的材料（依據(jù)被加工材料、加工應(yīng)用類型痒池、加工環(huán)境和現(xiàn)場加工的需求）红骏。

2）幾何形狀（分為刀桿幾何形狀和刃口幾何形狀，主要影響表面質(zhì)量, 排屑效果，刃口強度, 毛刺星茶，振紋等）吵墅。

3）涂層（延長刀具壽命，提高刀具的切削速度和進(jìn)給飒胜，獲得更高的生產(chǎn)效率公遭，提高刀具的耐磨損性）。

4）根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)需求射严，統(tǒng)籌好效率和加工成本禁灼，充分考慮現(xiàn)有機(jī)床性能的條件下，使用比較保守的切削參數(shù)轿曙， 可以有效延長刀具壽命弄捕，獲得較為合理的加工效率。

選擇的原則有了拳芙，按說察藐，事情的進(jìn)展應(yīng)該一帆風(fēng)順；不料舟扎，事實卻并非如此：結(jié)合公司數(shù)控設(shè)備的現(xiàn)狀分飞，最初選用了某知名品牌可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金涂層刀具，并按其推薦的切削參數(shù)進(jìn)行加工睹限。然而譬猫，結(jié)果卻不盡人意：由于零件來料狀態(tài)為模鍛件，表面有熱處理氧化層羡疗，且余量分布不均勻染服，加工時刀片磨損嚴(yán)重，加工不到2小時刀具就產(chǎn)生不同程度的磨損及崩刃現(xiàn)象叨恨，無法滿足批量生產(chǎn)的加工需求菱拙。這種情況的出現(xiàn)，讓難題的破解一時陷入僵局去弹。

柳暗花明

此后团尿，中航起落架又嘗試過多家品牌刀具商的產(chǎn)品。經(jīng)過反復(fù)試切驗證毛溅，最終選用了瓦爾特公司的Φ63R1.2高進(jìn)給銑刀（M4002-063-B22-06-02袭澎，刀片型號:SDMT120412-F57 WSP45S）和Φ32R8仿形銑刀（F2231.W.032.Z02.08.L，刀片型號：RDMT1605M0-D57 WSP45S）作為主切削刀具关灰。

瓦爾特M4002高進(jìn)給面銑刀

瓦爾特M4002銑刀采用4刃正方形刀片鞭眠，刀片涂層采用全球獨一無二的瓦爾特Al2O3物理涂層，該涂層工藝中的熱負(fù)荷極小犬岔，最佳內(nèi)應(yīng)力使產(chǎn)生熱裂紋的可能性降到最低抑希，從而使切削材質(zhì)的韌性達(dá)到最高，而氧化鋁耐高溫涂層可以有效防止熱量傳遞到刀刃中，使刀片具有極佳的耐磨性能唁映；另外紫侵，完美平滑的前刀面設(shè)計，切削過程中摩擦系數(shù)低蜂大，可以減少出現(xiàn)積屑 瘤的傾向闽铐，通過獨特的涂層技術(shù)將耐磨性和韌性完美組合，實現(xiàn)高度工藝可靠性奶浦；刀體有多種接口設(shè)計兄墅，15°主偏角，可以在高進(jìn)給的前提下澳叉，實現(xiàn)切深的最佳匹配隙咸。同時，根據(jù)不同的工件形狀和不同的加工工藝成洗，M4002可實現(xiàn)面銑五督、坡銑、螺旋插補銑瓶殃、插銑等各種走刀方式充包，尤其是在刀具長懸伸時，可以有效減少振動傾向遥椿，滿足高效加工的需求基矮。

在瓦爾特技術(shù)人員全心全力的幫助下，經(jīng)過大量的轉(zhuǎn)位刀具切削試驗舶卧，我們最終摸索出可轉(zhuǎn)位刀具加工鈦合金的工藝方法和最優(yōu)切削參數(shù)（見表1）熬慎，并根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和余量分布制定了相對完整的工藝方案和編程方法。令人頗為震驚的是乔胆，相比從前鳖建，加工效率提升了40%左右！（見表2）济季，不僅確保了零件加工質(zhì)量的可靠性和生產(chǎn)過程的經(jīng)濟(jì)高效性杈鸵，而且滿足了該型號產(chǎn)品小批生產(chǎn)交付的需求，極大地促進(jìn)了公司業(yè)務(wù)的發(fā)展努墩。
 

“實踐證明，大進(jìn)給銑削刀具是鈦合金銑削加工的利器紧视，而此次在銑削刀具上選擇瓦爾特公司的產(chǎn)品是一種既正確又比較經(jīng)濟(jì)的選擇引晌！”中航起落架公司的技術(shù)專家們一致如是認(rèn)為，“我們希望能與具有強大技術(shù)硝荚、工藝實力的設(shè)備供應(yīng)商進(jìn)行深入合作赌骏，瓦爾特是其中優(yōu)秀的一員。為了每一次的平安起飛和降落，我們攜手同行晒杈∩┥。”

 
切削參數(shù)對刀具壽命的影響

現(xiàn)場零件加工及刀具使用局部圖

（瓦爾特刀具）

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