航空發動機殼體零件制造刀具解決方案
航空航天業是世界上對技術要求最苛刻的行業之一。而航空發動機零件所面臨的加工挑戰更是嚴俊,其成功的關鍵在于將最新的應用和工藝知識與最佳的刀具解決方案相結合。
渦輪盤
渦輪盤車削工序復雜,其材料通常是難加工的合金材料,例如Inconel718、Waspalloy和Udimet720。此類零件通常是清除型腔輪廓比較困難。
(1)刀具解決方案:模塊化SL70刀具系統。
圓刀片是粗加工和精加工要求苛刻材料的最佳選擇,其加工效率很高,同時還具有很好的可達性。這些圓刀片刀尖半徑較大,這意味著可以在不降低切削深度的情況下主偏角更小,因此可以提高生產效率。模塊化的SL70刀具系統的刀板可以根據凹型腔的特征設計,無需使用非標刀具或對刀具進行改進。用戶可以靈活地選擇各種接柄和刀板,這樣基于有限的刀具庫存即可構建出多種模塊組合。這些刀板考慮了軸向和徑向干涉,所以能夠深入到斜槽中,并且帶有高壓冷卻,冷卻液可以通過刀板內部直接作用于切削刃口上。由于帶有防振特性,在可達性要求較高的場合亦可確保高性能,因此這些刀板在車削深槽特征時,往往能夠在更高的進給率下降低振動并獲得更長的刀具壽命。此外,甚至在使用大懸伸或承受高切削力時,山特維克可樂滿Capto接口也可提供極強的剛性。
(2)應用:擺線車削。
在加工深狹槽和凹槽中,從金屬去除率方面來說,擺線車是一種高效加工方式。通過工件分段式,擺線車采用滾入切入的方式,可以減小刀片接觸面。車削凹槽時,排屑始終是關鍵因素。加工這種材料剪切力大,因此需要形成更窄的切屑,這就需要平衡刀片槽型和進給量。此舉也最大化了直線運動,這樣就能夠通過最大化進給率而獲得最佳的生產效率。同時,這種加工方法能夠保證在每次退刀時,切削力方向不同。另外,由于刀片始終沒有離開工件,所以交替變換切削方向能夠充分利用切削刃口,使刀片更持久耐用。擺線車削能夠避免切屑堵塞,降低振動趨勢和殘余應力,非常適合于安全高效地去除大量材料。
渦輪機匣
渦輪機殼體通常采用極具挑戰性的材料制成,渦輪機匣的材料通常極具挑戰性,例如Inconel或Waspalloy。由于金屬去除量較大,因此在銑削時,容易對零件結構產生重大影響(例如變形)。此類零件需要使用許多車銑和五軸方式去除大量材料,由此導致生產周期非常長。
(1)刀具解決方案:陶瓷材質CC6060。
與硬質合金刀具相比,陶瓷切削刀具的耐熱性更高,并且不易與工件材料產生化學反應。陶瓷材質CC6060是一種優化材質,針對大直徑零件切削長度較大,CC6060適合更高的進給率和長時間的連續切削,這使其成為銑削渦輪機匣類零件的理想選擇。由于其出色的抗溝槽磨損性能,所以和其他陶瓷材質相比,CC6060材質可以適用于更大的切削深度,在半精加工至粗加工的初始和中間切削階段中可確保最佳的生產效率。該材質也是型腔加工和仿形加工工序的首選。
(2)應用:凸臺間的陶瓷車銑。
在整個渦輪機匣加工期間,平均有75%的時間耗費在車銑凸臺間的材料上。車銑牽涉到利用旋轉銑削刀具進行切削時還要使工件旋轉。這種工序非常適合于加工那些要求高金屬去除率和有遮斷物(如點火凸臺)的車削零件。渦輪機匣的凸臺位于其圓柱周界的邊緣。采用陶瓷刀具進行車銑不僅可降低溝槽磨損,而且能夠提高進給率以及獲得更高的金屬去除率它是去除凸臺間材料的最高效方式。