陶瓷刀具已成為航空航天業(yè)刀具發(fā)展的一個主流

發(fā)布時間：2021-06-25 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用，如何正確選擇、合理使用刀具進行高效高質(zhì)量切削加工已經(jīng)成為一個非常重要的行業(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，航空航天制造業(yè)得以不斷...

　　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用，如何正確選擇、合理使用刀具進行高效高質(zhì)量切削加工已經(jīng)成為一個非常重要的行業(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，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)動力。

　　目前，航空航天制造業(yè)廣泛應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)合金刀具所占比重最大，在航空制造中是主導刀具，應用范圍相當廣泛。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)展的一個主流。

　　在航空航天材料加工過程中，槽加工和孔加工是加工難點。像發(fā)動機盤類零件、軸類零件、機匣類零件加工對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)合金標準刀具和硬質(zhì)合金非標刀具使用量非常大。該技術(shù)人員認為，在實際加工中刀具的選擇應考慮以下幾個因素：工件材料、工件形狀、加工要求、加工機床、系統(tǒng)剛性、表面質(zhì)量技術(shù)要求等。

　　以渦輪機匣零件為例，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，這些難加工材料導熱系數(shù)小，比強度大，切削溫度高，易產(chǎn)生加工硬化，切削時刀具磨損快，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，刀具系統(tǒng)容易與零件、夾具干涉，因此，必須對刀具路徑進行優(yōu)化，如插銑加工代替?zhèn)茹姡招谐炭焖僮叩?，?yōu)化抬刀位置，采用螺旋插補等方式進行銑削。從加工工序上分析，機匣需要經(jīng)過粗加工、半精加工、精加工，為了節(jié)省刀具費用，在制造這類零件時，粗加工時可采用高性能陶瓷銑刀，半精加工和精加工時采用標準硬質(zhì)合金刀具和非標高性能專用刀具，這樣可顯著提高生產(chǎn)效率。從加工經(jīng)濟性方面上來說，刀具配置方案需要不斷改進，盡量采用刀具商最新研發(fā)的產(chǎn)品。