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钛及钛合金加工的最新技术

来源:钛合金,钛棒,钛板,钛丝,钛管,钛设备,钛阳极 发布时间:2012-8-28 11:21:14

一段时间以来, 金属以其出色的强度重量比,成为航空航天业的首选材料之一。但正是这种成就飞机设计师美梦的属性,使它成为了金属加工的噩梦。不过,随着山特维克可乐满推出CoroMill690,现在有了能承担此重任的专用长刃铣刀。

    航空航天业对钛金属的青睐可能还会进一步加深。在波音787梦想(Dreamliner)等最先进的飞机上,钛的用量已经比老机型成倍增加,而且在将来,钛金属将占飞机重量的15%。

    Ti-5553是一种新钛合金,其属性甚至更为出色,在航空航天业日益受到青睐,并正取代老式强力材料Ti6Al4V。Ti-5553具备优异的强度和很高的断裂韧度,特别适合制造必须承受巨大应力的零部件,例如结构组件和起落架。

    钛金属面临的一般挑战以及Ti-5553的特定  挑战(它甚至更难加工)是:每一道工序都需要依据一些已经确立的一般规则,进行细致的规划和刀具选择,这些规则有:限定切削速度、配合优良加工所需的高进给率、使用冷却液、保持良好的排屑率、使用锋利的刀具并在出现磨损的最初征兆时就予以更换、以及刀具和工件在移动接触过程中避免中断进给等。

    基于上述考虑,山特维克可乐满设计出一种新型铣刀CoroMill690,专门用于钛零件的高效仿形铣削。

    CoroMill690的主要特点之一是新的锥体刀片位置,这使它能抵御轴向切削力,而轴向切削力是目前市场上其它长刃概念的软肋。其结果是减少了刀片移动,从而改善了工艺的安全性,提高了进给,并延长了刀体寿命,这是因为它预防了底排故障。这种四切削刃的新型设计给工序带来了高生产效率和经济效益。

    CoroMill690的另一个特点是其经过优化的容屑槽。这一特点有利于顺利排屑,减少切屑堵塞,从而改善了工艺的安全性,并提高了切削参数。

    由于钛的耐热性,冷却在加工过程中至关重要,冷却的目的是使刀刃和刀具表面不会过热。CoroMill690使用端部冷却液,这样,当进行方肩铣以及面铣凹窝、型腔或全槽时,可达到最佳的排屑效果。

    切削钛金属时,切屑很容易粘住刀刃,造成下一轮铣刀旋转再次切削切屑,往往会造成刃线崩刃。每一种CoroMill690刀片型腔都有各自的冷却液孔/注液,用来解决这个问题,并强化恒定的刀刃性能。

    另一个巧妙的解决方案是螺纹型冷却孔。长刃铣刀有许多刀片。对每个孔施加冷却液需要有很高的泵容量和压力。而CoroMill690则不同,它可以根据需要,堵住无需要的孔,从而最大限度地向有需要的孔提高液流。

    总之,引进新型CoroMill690铣刀将给航空航天业制造商带来许多好处,把所有这些因素汇集起来,就能促进工艺安全性,使刀具拥有更长和可预测的寿命。再配合对钛合金加工要求的精湛理解,这种专用的刀具解决方案将为不断增加钛金属的使用提供支持,尤其是Ti-5553这类航空航天工业的重要材料。     结论:

    随着航空运输不断增加,对低价航空客运和货运的需求量也在日益提升,预计这种趋势将继续下去。与此同时,环保意识也在日益加强,从而对公司提出了降低污染性排放的严格要求。有助于减轻飞机重量的钛金属使用已显著增加。新的钛合金Ti-5553具备更优良属性,但加工难度也更高。山特维克可乐满已研制出一种专用的钛铣刀CoroMill690,从而解决钛加工的许多固有问题。  

    案例分析:加工Ti-5553的节省效应

    对于用Ti-5553钛合金制造的结构零件而言,实行2D仿形铣削是难点所在。这道加工工序使用CoroMill690。这是一种配备可乐满Capto接口(型号8)的长刃铣刀,铣刀直径为84毫米,长为63毫米。工序的切削条件是:切削速度每分钟22米,每齿0.13毫米,径向切削深度为6~18毫米,轴向切削深度为20~40毫米。所选刀片牌号是GC1030。采用这一解决方案,制造商可将每片刀片的生产时间提高50%。与此同时,CoroMill690的刀具设计还能降低噪声和振动。

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