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鈦及鈦合金加工的最新技術

來源:鈦合金,鈦棒,鈦板,鈦絲,鈦管,鈦設備,鈦陽極 發布時間:2012-8-28 11:21:14

一段時間以來, 金屬以其出色的強度重量比,成為航空航天業的首選材料之一。但正是這種成就飛機設計師美夢的屬性,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,現在有了能承擔此重任的專用長刃銑刀。

    航空航天業對鈦金屬的青睞可能還會進一步加深。在波音787夢想(Dreamliner)等最先進的飛機上,鈦的用量已經比老機型成倍增加,而且在將來,鈦金屬將占飛機重量的15%。

    Ti-5553是一種新鈦合金,其屬性甚至更為出色,在航空航天業日益受到青睞,并正取代老式強力材料Ti6Al4V。Ti-5553具備優異的強度和很高的斷裂韌度,特別適合制造必須承受巨大應力的零部件,例如結構組件和起落架。

    鈦金屬面臨的一般挑戰以及Ti-5553的特定  挑戰(它甚至更難加工)是:每一道工序都需要依據一些已經確立的一般規則,進行細致的規劃和刀具選擇,這些規則有:限定切削速度、配合優良加工所需的高進給率、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給等。

    基于上述考慮,山特維克可樂滿設計出一種新型銑刀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。其結果是減少了刀片移動,從而改善了工藝的安全性,提高了進給,并延長了刀體壽命,這是因為它預防了底排故障。這種四切削刃的新型設計給工序帶來了高生產效率和經濟效益。

    CoroMill690的另一個特點是其經過優化的容屑槽。這一特點有利于順利排屑,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。

    由于鈦的耐熱性,冷卻在加工過程中至關重要,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,當進行方肩銑以及面銑凹窩、型腔或全槽時,可達到最佳的排屑效果。

    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,引進新型CoroMill690銑刀將給航空航天業制造商帶來許多好處,把所有這些因素匯集起來,就能促進工藝安全性,使刀具擁有更長和可預測的壽命。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這類航空航天工業的重要材料。     結論:

    隨著航空運輸不斷增加,對低價航空客運和貨運的需求量也在日益提升,預計這種趨勢將繼續下去。與此同時,環保意識也在日益加強,從而對公司提出了降低污染性排放的嚴格要求。有助于減輕飛機重量的鈦金屬使用已顯著增加。新的鈦合金Ti-5553具備更優良屬性,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的節省效應

    對于用Ti-5553鈦合金制造的結構零件而言,實行2D仿形銑削是難點所在。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時間提高50%。與此同時,CoroMill690的刀具設計還能降低噪聲和振動。

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