航空航天業(yè)零部件加工需求大量硬質(zhì)合金刀具

隨著航空航天業(yè)鈦合金、高溫合金等難加工材料的廣泛應(yīng)用，如何正確選擇、合理使用刀具進(jìn)行高效高質(zhì)量切削加工已經(jīng)成為一個(gè)非常重要的行業(yè)性話題。隨著工件材料與刀具材料、結(jié)構(gòu)等的互相促進(jìn)，航空航天制造業(yè)得以不斷發(fā)展，可以說刀具的不斷發(fā)展是航空航天制造業(yè)不斷發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力。

目前，航空航天制造業(yè)廣泛應(yīng)用的刀具材料主要有以下幾大類：工具鋼（碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼）、硬質(zhì)合金、陶瓷和超硬刀具材料。其中，硬質(zhì)合金刀具所占比重更大，在航空制造中是主導(dǎo)刀具，應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。與硬質(zhì)合金相比，陶瓷材料具有更高的硬度、熱硬性和耐磨性，且化學(xué)穩(wěn)定性、抗氧化能力等均優(yōu)于硬質(zhì)合金，因此，陶瓷刀具已經(jīng)成為航空航天業(yè)刀具發(fā)展的一個(gè)主流。

沈陽黎明航發(fā)集團(tuán)的一位技術(shù)人員在談到該企業(yè)在使用刀具的一些經(jīng)驗(yàn)時(shí)表示，在航空航天材料加工過程中，槽加工和孔加工是加工難點(diǎn)。像發(fā)動(dòng)機(jī)盤類零件、軸類零件、機(jī)匣類零件加工對(duì)加工刀具的要求非常高，因此，在這類零部件的加工中高性能硬質(zhì)合金標(biāo)準(zhǔn)刀具和硬質(zhì)合金非標(biāo)刀具使用量非常大。該技術(shù)人員認(rèn)為，在實(shí)際加工中刀具的選擇應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素：工件材料、工件形狀、加工要求、加工機(jī)床、系統(tǒng)剛性、表面質(zhì)量技術(shù)要求等。

以渦輪機(jī)匣零件為例，從工件材料上分析，變形高溫合金、鑄造高溫合金等難加工材料大量采用，這些難加工材料導(dǎo)熱系數(shù)小，比強(qiáng)度大，切削溫度高，易產(chǎn)生加工硬化，切削時(shí)刀具磨損快，刀具壽命短，刀具消耗量大，因此必須合理選擇刀具幾何角度。從工件結(jié)構(gòu)上來看， 壁薄、剛性差，難加工，加工零件凸起部分時(shí)，刀具系統(tǒng)容易與零件、夾具干涉，因此，必須對(duì)刀具路徑進(jìn)行優(yōu)化，如插銑加工代替?zhèn)茹?，空行程快速走刀，?yōu)化抬刀位置，采用螺旋插補(bǔ)等方式進(jìn)行銑削。從加工工序上分析，機(jī)匣需要經(jīng)過粗加工、半精加工、精加工，為了節(jié)省刀具費(fèi)用，在制造這類零件時(shí)，粗加工時(shí)可采用高性能陶瓷銑刀，半精加工和精加工時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金刀具和非標(biāo)高性能專用刀具，這樣可顯著提高生產(chǎn)效率。從加工經(jīng)濟(jì)性方面上來說，刀具配置方案需要不斷改進(jìn)，盡量采用刀具商新研發(fā)的產(chǎn)品。

航天科工集團(tuán)某研究院的一位技術(shù)人員在談到刀具選用時(shí)表示，在加工鈦合金、高溫合金等工件時(shí)，他們會(huì)優(yōu)先選用瓦爾特的WSM35、WSP45刀片，在切深較小時(shí)，使用這兩種刀片銑削上述材料工件時(shí)的切速可達(dá)70～150m/min；在加工難切削材料工件時(shí)，會(huì)優(yōu)先選用山高CVD涂層材質(zhì)等級(jí)為CP200、未涂層材質(zhì)等級(jí)為890的兩種刀片，這兩種刀片是針對(duì)高溫合金精加工和鈦合金加工而制作的兩種高硬度超細(xì)顆粒材質(zhì)等級(jí)刀具，同時(shí)對(duì)不銹鋼精加工也有良好的效果。此外，他們還會(huì)有針對(duì)性的使用肯納、山特維克可樂滿、伊斯卡等進(jìn)口品牌刀具加工高溫合金、鈦合金與玻璃鋼復(fù)合材料等難加工材料。