在航空航天零件的加工中，主要的挑戰(zhàn)與零件材料有關(guān)。鈦合金、高溫超合金(HTSA)和抗蠕變鋼的加工難點是整個飛機供應(yīng)鏈的加工瓶頸。這些材料機械加工性差，導致切削速度低，大大降低了生產(chǎn)率，縮短了刀具壽命。這些因素與工具直接相關(guān)。事實上，在處理難以加工的典型航空航天材料時，刀具的功能性決定了現(xiàn)有生產(chǎn)力的水平。其實刀具的發(fā)展落后于機床，這種差距限制了優(yōu)異機床在制造航空零部件方面的性能。
在現(xiàn)代飛機，特別是無人機中，復合材料的應(yīng)用比例顯著增加。復合材料的高效加工需要專用工具，這是航空航天工業(yè)技術(shù)飛躍的重點。
航空用**鋁材仍廣泛用于機身零件。鋁加工看似簡單，但選擇合適的刀具是**高效加工鋁的關(guān)鍵。
復雜的零件形狀是渦輪發(fā)動機技術(shù)的主要特征。大多數(shù)幾何形狀復雜的航空發(fā)動機部件工作在腐蝕性極強的環(huán)境中，由鈦合金和高溫超合金(HTSA)等難以切割的材料制成，以確保所需的生命周期。復雜的形狀、較差的加工性能和高精度的要求構(gòu)成了制造這些零件的主要困難。**的多軸加工中心可以實現(xiàn)多種去除余量的策略，從而更有效地加工復雜輪廓。但刀具與零件直接接觸，對加工的成敗有很大影響。刀具過度磨損會影響零件的表面精度，而不可預知的刀具破損可能會導致整個零件報廢。
**的多任務(wù)機床、瑞士車床、帶電動工具座的車床，深刻改變了飛機上各種液壓、氣動系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)、附件等小零件的制造工藝。因此，航空航天工業(yè)需要越來越多為這些**機床設(shè)計的專用工具，以最大限度地提高加工效率。
刀具——制造系統(tǒng)中最小的元件——成為顯著提高性能的關(guān)鍵支撐。因此，航空航天零件制造商和機床制造商迫切需要刀具制造商提供技術(shù)**解決方案，使排屑率達到新的水平。解決方案的目標很明確：提高生產(chǎn)率，延長刀具壽命。加工特殊航空零件和形狀復雜的大型機身零件需要可預測的刀具生命周期，以便進行可靠的工藝規(guī)劃，及時更換無效刀具或可更換的切削零件(如刀片)。
刀具制造商在尋找理想解決方案方面的選擇有限，也許只能從刀具材料、邊緣形狀和可靠的穩(wěn)健設(shè)計等方面入手。盡管選擇有限，但工具制造商仍在全力以赴提供新一代工具，以滿足航空航天行業(yè)日益增長的需求。雖然新冠肺炎嚴重阻礙了工業(yè)的發(fā)展，但并不意味著工業(yè)需求減少。最新的刀具設(shè)計充分證明了刀具制造商對航空零部件生產(chǎn)要求的響應(yīng)。冷卻噴嘴
在加工鈦合金、高溫超合金(HTSA)和抗蠕變鋼時，高壓冷卻是提高性能和加工效率的有效工具。精 確直接的高壓冷卻射流(HPC)可以顯著降低切割區(qū)域的溫度，保證小片狀切屑的形成。與傳統(tǒng)的冷卻方式相比，有助于獲得更高的切削參數(shù)和更長的刀具壽命。精 確直接的高壓冷卻HPC越來越多地應(yīng)用于難切削材料的加工，這是航空航天零部件制造的一個明顯趨勢。因此，工具制造商認為高壓冷卻高性能混凝土工具是一個重要的研發(fā)方向。
Iscar是工具制造領(lǐng)域的優(yōu)越企業(yè)之一，擁有種類繁多的高壓冷卻工具。2020年，iscar通過推出“經(jīng)典”HELI2000和帶有HELIMILL可轉(zhuǎn)位刀片的**雙刃銑刀擴大了產(chǎn)品范圍(圖1)。這一步是iscar開發(fā)該產(chǎn)品系列的又一個里程碑式的產(chǎn)品系列。
在20世紀90年代，由iscar首先推出的HELIMILL系列可轉(zhuǎn)位銑刀夾緊了螺旋刃銑刀片。新的設(shè)計使固定在刀體后方的刀片前后角保持不變，從而使切削變得輕便、平滑，顯著降低了機床的功耗。HELIMILL銑刀的設(shè)計理念已經(jīng)成為90主偏轉(zhuǎn)角可轉(zhuǎn)位銑刀設(shè)計中一個廣為人知和**的概念。
通過對HELIMILL銑刀的逐步修訂和改進，iscar在相同的概念下增加了額外的銑削產(chǎn)品系列和更多切削刃的刀片。刀具優(yōu)異的性能和豐富的周邊產(chǎn)品使其廣泛應(yīng)用于機械加工行業(yè)。因此，在經(jīng)過驗證的HELIMILL系列上增加現(xiàn)代高壓冷卻HPC工具設(shè)計，是對客戶需求的直接響應(yīng)，也是下一步要開發(fā)的工具系列。
在車削方面，iscar大大擴展了其組裝模塊化切削刀具的產(chǎn)品線，包括帶有可轉(zhuǎn)位刀片和可更換刀頭的刀桿。通過使用鋸齒接觸面連接，這些刀具可以應(yīng)用于各種不同形狀刀片的刀頭，包括螺紋車削和標準ISO車削刀片，這些刀片對于不同的應(yīng)用更加靈活。
Iscar提供了遵循傳統(tǒng)設(shè)計和防振設(shè)計的刀桿，并根據(jù)應(yīng)用進行區(qū)分：圓柱形手柄或多邊形錐形手柄。圓柱銑刀的一個共同特征是內(nèi)部冷卻射流直接輸送到刀片所需的切削刃上(圖2)。冷卻射流的最大壓力從30巴到70巴不等，這取決于圓柱柄刀具的直徑。而多邊形錐柄刀具可以實現(xiàn)300巴的超高壓冷卻。通過降低切削區(qū)域的溫度，改善切屑控制和切屑去除，冷卻射流的充足供應(yīng)可以提高刀具壽命。該產(chǎn)品系列在航空航天行業(yè)的應(yīng)用應(yīng)大大增加。
鉆井溶液
復合加工充滿了各種陷阱和缺陷。復合材料的高耐磨性加速了刀具磨損，縮短了刀具壽命，影響了刀具性能。鉆孔是復合材料加工中最常見的切削操作，因此即使是鉆具功能的微小改進也是非常重要的。
Iscar開發(fā)了一系列專為加工復合材料而設(shè)計的**鉆頭。為了提高耐磨性，這些鉆頭的刃口部分通常由超硬聚晶金剛石(PCD)或金剛石涂層制成。根據(jù)鉆頭直徑，鉆尖可采用整體式PCD刀頭或PCD焊件，兩種情況下均可重新打磨5次。CVD涂層整體硬質(zhì)合金鉆頭的另一個獨特設(shè)計點是主切削刃為折線。加工復合材料時，更容易產(chǎn)生加工振動。刀刃的折疊設(shè)計大大減少了分層和毛刺，尤其是在加工碳纖維增強塑料(CFRP)和碳纖維層壓板時。
除了復合材料，金剛石涂層鉆頭也適用于加工其他耐磨工程材料。如有必要，還可以提供帶內(nèi)冷卻通孔選項。
鉆小直徑深孔是制造航空航天零件的常見操作。Iscar的**實心硬質(zhì)合金鉆頭直徑范圍為3-10毫米(0.125'-0.391 ')(圖3)，專門用于此類作業(yè)。該系列鉆頭結(jié)合了鉆尖形狀、雙導帶設(shè)計、拋光切屑槽、復合涂層和內(nèi)冷通孔，在難加工奧氏體不銹鋼、抗蠕變鋼和鐵基合金的加工中，一次進給可實現(xiàn)50xD的鉆孔深度比。
不用擔心任何復雜的處理應(yīng)用程序。
由于空氣動力學的定義，航空發(fā)動機的渦輪、壓氣機、葉輪和整體葉片轉(zhuǎn)子(IBR)需要具有復雜的形狀。旨在提高航空發(fā)動機效率的新發(fā)展進一步增加了這種復雜性。技術(shù)進步帶來了生產(chǎn)成型件的新方法，尤其是3D打印，大大減少了工件材料的余量。然而，機械加工仍然是制造復雜形狀航空航天零件的最終成形方法中最常見的方法。五軸加工和計算機輔助設(shè)計/計算機輔助制造系統(tǒng)的發(fā)展豐富了制造商克服零件生產(chǎn)困難的解決方案。
鼓形銑刀在復雜形狀航空航天零件的五軸加工中具有良好的應(yīng)用前景。Iscar開發(fā)了一系列直徑從8毫米到16毫米(. 312'-.500 ')的鼓式銑刀。有兩種設(shè)計結(jié)構(gòu)：實心硬質(zhì)合金端銑刀和帶有變壓器螺紋接頭的可更換刀具。這些工具在機械加工中的應(yīng)用可以有效地優(yōu)化葉片的制造。
基于的可靠多任務(wù)處理
在緊湊型多任務(wù)機床和瑞士車床上加工時，有效的排屑很大程度上取決于刀具的正確選擇。為了提高生產(chǎn)率，有必要最大限度地保持工具的剛性，并在有限的空間內(nèi)最小化用于加工操作的工具的懸垂。最近，iscar推出了新的刀架系列NEOCOLLET卡簧夾頭，為代替er卡簧夾緊刀具提供了解決方案。該系列的典型刀柄之一是錐柄，它可以直接嵌入夾頭柄中(圖4)，以確保剛性和可靠的連接，從而提高刀具性能。一種用于夾緊可變槽面iscar硬質(zhì)合金T型銑頭的**系列夾具。
如前所述，高壓冷卻可以大大提高加工效果，尤其是在加工鈦、高溫超合金(HTSA)和不銹鋼時，這些材料是飛機液壓和氣動系統(tǒng)以及小型附件的主要材料。新車刀系列擁有方柄、螺釘夾緊的55金剛石刀片，采用HPC技術(shù)，方便小直徑零件的縱向車削、端面車削、仿形車削(圖5)。
所有案例都表明，工具制造商正在努力尋找更有效的解決方案，以滿足航空航天工業(yè)的新要求。由于新冠肺炎的影響，工業(yè)增長放緩，飛機產(chǎn)量下降，但刀具制造商對合作伙伴需求的關(guān)注并沒有減少。相反，iscar開發(fā)了新的**切割工具，并努力將其**升級并應(yīng)用于即將到來的飛機生產(chǎn)。
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