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鈦加工的前沿技術(shù)

挑戰(zhàn)：如何在鈦合金上進(jìn)行高效率的2D仿形銑削。
解決方案：使用專用刀具（例如COROMILL 690長(zhǎng)刃銑刀）。

隨著全球中產(chǎn)階級(jí)不斷壯大，對(duì)低價(jià)空中旅行的需求也在日益增長(zhǎng)。例如在被稱為“金磚四國”的巴西、俄羅斯、印度和中國，越來越多的人希望得到費(fèi)用低廉的商務(wù)旅行和度假服務(wù)。航空貨運(yùn)也在增加。據(jù)預(yù)測(cè)，未來20年航空客運(yùn)量將每年增加5%，而航空貨運(yùn)量則增加6%。
全球航空航天業(yè)正面臨著如何處理好日益增長(zhǎng)的航機(jī)需求與當(dāng)今不斷提升的環(huán)境意識(shí)等關(guān)系的挑戰(zhàn)。這就要求我們制造出輕型飛機(jī)，以降低燃油成本和排放量。
一段時(shí)間以來，鈦金屬以其出色的強(qiáng)度重量比，成為航空航天業(yè)的首選材料之一。但正是這種成就飛機(jī)設(shè)計(jì)師美夢(mèng)的屬性，使它成為了金屬加工的噩夢(mèng)。不過，隨著山特維克可樂滿推出CoroMill 690，現(xiàn)在有了能承擔(dān)此重任的專用長(zhǎng)刃銑刀。
航空航天業(yè)對(duì)鈦金屬的青睞可能還會(huì)進(jìn)一步加深。在波音787夢(mèng)想（Dreamliner）等最先進(jìn)的飛機(jī)上，鈦的用量已經(jīng)比老機(jī)型成倍增加，而且在將來，鈦金屬將占飛機(jī)重量的15%。
Ti-5553是一種新合金，其屬性甚至更為出色，在航空航天業(yè)日益受到青睞，并正取代老式強(qiáng)力材料Ti6Al4V。Ti-5553具備優(yōu)異的強(qiáng)度和很高的斷裂韌度，特別適合制造必須承受巨大應(yīng)力的零部件，例如結(jié)構(gòu)組件和起落架。
鈦金屬面臨的一般挑戰(zhàn)以及Ti-5553的特定挑戰(zhàn)（它甚至更難加工）是：每一道工序都需要依據(jù)一些已經(jīng)確立的一般規(guī)則，進(jìn)行細(xì)致的規(guī)劃和刀具選擇，這些規(guī)則有：限定切削速度、配合優(yōu)良加工所需的高進(jìn)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(xiàn)磨損的最初征兆時(shí)就予以更換、以及刀具和工件在移動(dòng)接觸過程中避免中斷進(jìn)給等。
基于上述考慮，山特維克可樂滿設(shè)計(jì)出一種新型銑刀CoroMill 690，專門用于鈦零件的高效仿形銑削。
CoroMill 690的主要特點(diǎn)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(chǎng)上其它長(zhǎng)刃概念的軟肋。其結(jié)果是減少了刀片移動(dòng)，從而改善了工藝的安全性，提高了進(jìn)給，并延長(zhǎng)了刀體壽命，這是因?yàn)樗A(yù)防了底排故障。這種四切削刃的新型設(shè)計(jì)給工序帶來了高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。
CoroMill 690的另一個(gè)特點(diǎn)是其經(jīng)過優(yōu)化的容屑槽。這一特點(diǎn)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(shù)。
由于鈦的耐熱性，冷卻在加工過程中至關(guān)重要，冷卻的目的是使刀刃和刀具表面不會(huì)過熱。CoroMill 690使用端部冷卻液，這樣，當(dāng)進(jìn)行方肩銑以及面銑凹窩、型腔或全槽時(shí)，可達(dá)到最佳的排屑效果。

切削鈦金屬時(shí)，切屑很容易粘住刀刃，造成下一輪銑刀旋轉(zhuǎn)再次切削切屑，往往會(huì)造成刃線崩刃。每一種CoroMill 690刀片型腔都有各自的冷卻液孔/注液，用來解決這個(gè)問題，并強(qiáng)化恒定的刀刃性能。
另一個(gè)巧妙的解決方案是螺紋型冷卻孔。長(zhǎng)刃銑刀有許多刀片。對(duì)每個(gè)孔施加冷卻液需要有很高的泵容量和壓力。而CoroMill 690則不同，它可以根據(jù)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(jìn)新型CoroMill 690銑刀將給航空航天業(yè)制造商帶來許多好處，把所有這些因素匯集起來，就能促進(jìn)工藝安全性，使刀具擁有更長(zhǎng)和可預(yù)測(cè)的壽命。再配合對(duì)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(yè)的重要材料。

結(jié)論：
隨著航空運(yùn)輸不斷增加，對(duì)低價(jià)航空客運(yùn)和貨運(yùn)的需求量也在日益提升，預(yù)計(jì)這種趨勢(shì)將繼續(xù)下去。與此同時(shí)，環(huán)保意識(shí)也在日益加強(qiáng)，從而對(duì)公司提出了降低污染性排放的嚴(yán)格要求。有助于減輕飛機(jī)重量的鈦金屬使用已顯著增加。新的鈦合金Ti-5553具備更優(yōu)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CoroMill 690 ，從而解決鈦加工的許多固有問題。

案例分析：加工Ti-5553的節(jié)省效應(yīng)
對(duì)于用Ti-5553制造的結(jié)構(gòu)零件而言，實(shí)行2D仿形銑削是難點(diǎn)所在。這道加工工序使用CoroMill 690。這是一種配備可樂滿Capto接口（型號(hào)8）的長(zhǎng)刃銑刀，銑刀直徑為84毫米，長(zhǎng)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(hào)是GC1030。采用這一解決方案，制造商可將每片刀片的生產(chǎn)時(shí)間提高50%。與此同時(shí)，CoroMill 690的刀具設(shè)計(jì)還能降低噪聲和振動(dòng)。

CoroMill 690技術(shù)資料
*專門用于鈦加工
*提供抵御軸向切削力的新穎刀片位置
*四刃解決方案可提升生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益
*優(yōu)化的排屑槽降低了切屑堵塞，改善了工藝安全性，并提高了切削參數(shù)
*端部冷卻液輸送系統(tǒng)在面銑和方肩銑中具有最佳排屑效果

COROMILL 690特征：
*抵御軸向切削力
*四個(gè)切削刃
*經(jīng)過優(yōu)化的容屑槽可降低切屑堵塞
*順暢排屑
*端部冷卻液
*每個(gè)刀片型腔設(shè)有冷卻液孔/注液
*冷卻液孔為螺紋設(shè)計(jì)