一段時間以來, 鈦金屬以其出色的強(qiáng)度重量比,成為航空航天業(yè)的首選材料之一。但正是這種成就飛機(jī)設(shè)計師美夢的屬性,使它成為了金屬加工的噩夢。不過,隨著山特維克可樂滿推出CoroMill690,現(xiàn)在有了能承擔(dān)此重任的專用長刃銑刀。
航空航天業(yè)對鈦金屬的青睞可能還會進(jìn)一步加深。在波音787夢想(Dreamliner)等最先進(jìn)的飛機(jī)上,鈦的用量已經(jīng)比老機(jī)型成倍增加,而且在將來,鈦金屬將占飛機(jī)重量的15%。
Ti-5553是一種新鈦合金,其屬性甚至更為出色,在航空航天業(yè)日益受到青睞,并正取代老式強(qiáng)力材料Ti6Al4V。Ti-5553具備優(yōu)異的強(qiáng)度和很高的斷裂韌度,特別適合制造必須承受巨大應(yīng)力的零部件,例如結(jié)構(gòu)組件和起落架。
鈦金屬面臨的一般挑戰(zhàn)以及Ti-5553的特定 挑戰(zhàn)(它甚至更難加工)是:每一道工序都需要依據(jù)一些已經(jīng)確立的一般規(guī)則,進(jìn)行細(xì)致的規(guī)劃和刀具選擇,這些規(guī)則有:限定切削速度、配合優(yōu)良加工所需的高進(jìn)給率、使用冷卻液、保持良好的排屑率、使用鋒利的刀具并在出現(xiàn)磨損的最初征兆時就予以更換、以及刀具和工件在移動接觸過程中避免中斷進(jìn)給等。
基于上述考慮,山特維克可樂滿設(shè)計出一種新型銑刀CoroMill690,專門用于鈦零件的高效仿形銑削。
CoroMill690的主要特點(diǎn)之一是新的錐體刀片位置,這使它能抵御軸向切削力,而軸向切削力是目前市場上其它長刃概念的軟肋。其結(jié)果是減少了刀片移動,從而改善了工藝的安全性,提高了進(jìn)給,并延長了刀體壽命,這是因為它預(yù)防了底排故障。這種四切削刃的新型設(shè)計給工序帶來了高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。
CoroMill690的另一個特點(diǎn)是其經(jīng)過優(yōu)化的容屑槽。這一特點(diǎn)有利于順利排屑,減少切屑堵塞,從而改善了工藝的安全性,并提高了切削參數(shù)。
由于鈦的耐熱性,冷卻在加工過程中至關(guān)重要,冷卻的目的是使刀刃和刀具表面不會過熱。CoroMill690使用端部冷卻液,這樣,當(dāng)進(jìn)行方肩銑以及面銑凹窩、型腔或全槽時,可達(dá)到最佳的排屑效果。
切削鈦金屬時,切屑很容易粘住刀刃,造成下一輪銑刀旋轉(zhuǎn)再次切削切屑,往往會造成刃線崩刃。每一種CoroMill690刀片型腔都有各自的冷卻液孔/注液,用來解決這個問題,并強(qiáng)化恒定的刀刃性能。
另一個巧妙的解決方案是螺紋型冷卻孔。長刃銑刀有許多刀片。對每個孔施加冷卻液需要有很高的泵容量和壓力。而CoroMill690則不同,它可以根據(jù)需要,堵住無需要的孔,從而最大限度地向有需要的孔提高液流。
總之,引進(jìn)新型CoroMill690銑刀將給航空航天業(yè)制造商帶來許多好處,把所有這些因素匯集起來,就能促進(jìn)工藝安全性,使刀具擁有更長和可預(yù)測的壽命。再配合對鈦合金加工要求的精湛理解,這種專用的刀具解決方案將為不斷增加鈦金屬的使用提供支持,尤其是Ti-5553這類航空航天工業(yè)的重要材料。 結(jié)論:
隨著航空運(yùn)輸不斷增加,對低價航空客運(yùn)和貨運(yùn)的需求量也在日益提升,預(yù)計這種趨勢將繼續(xù)下去。與此同時,環(huán)保意識也在日益加強(qiáng),從而對公司提出了降低污染性排放的嚴(yán)格要求。有助于減輕飛機(jī)重量的鈦金屬使用已顯著增加。新的鈦合金Ti-5553具備更優(yōu)良屬性,但加工難度也更高。山特維克可樂滿已研制出一種專用的鈦銑刀CoroMill690,從而解決鈦加工的許多固有問題。
案例分析:加工Ti-5553的節(jié)省效應(yīng)
對于用Ti-5553鈦合金制造的結(jié)構(gòu)零件而言,實行2D仿形銑削是難點(diǎn)所在。這道加工工序使用CoroMill690。這是一種配備可樂滿Capto接口(型號8)的長刃銑刀,銑刀直徑為84毫米,長為63毫米。工序的切削條件是:切削速度每分鐘22米,每齒0.13毫米,徑向切削深度為6~18毫米,軸向切削深度為20~40毫米。所選刀片牌號是GC1030。采用這一解決方案,制造商可將每片刀片的生產(chǎn)時間提高50%。與此同時,CoroMill690的刀具設(shè)計還能降低噪聲和振動。