航空发动机壳体零件制造刀具解决方案
航空航天业是世界上对技术要求最苛刻的行业之一。而航空发动机零件所面临的加工挑战更是严俊,其成功的关键在于将最新的应用和工艺知识与最佳的刀具解决方案相结合。
涡轮盘
涡轮盘车削工序复杂,其材料通常是难加工的合金材料,例如Inconel718、Waspalloy和Udimet720。此类零件通常是清除型腔轮廓比较困难。
(1)刀具解决方案:模块化SL70刀具系统。
圆刀片是粗加工和精加工要求苛刻材料的最佳选择,其加工效率很高,同时还具有很好的可达性。这些圆刀片刀尖半径较大,这意味着可以在不降低切削深度的情况下主偏角更小,因此可以提高生产效率。模块化的SL70刀具系统的刀板可以根据凹型腔的特征设计,无需使用非标刀具或对刀具进行改进。用户可以灵活地选择各种接柄和刀板,这样基于有限的刀具库存即可构建出多种模块组合。这些刀板考虑了轴向和径向干涉,所以能够深入到斜槽中,并且带有高压冷却,冷却液可以通过刀板内部直接作用于切削刃口上。由于带有防振特性,在可达性要求较高的场合亦可确保高性能,因此这些刀板在车削深槽特征时,往往能够在更高的进给率下降低振动并获得更长的刀具寿命。此外,甚至在使用大悬伸或承受高切削力时,山特维克可乐满Capto接口也可提供极强的刚性。
(2)应用:摆线车削。
在加工深狭槽和凹槽中,从金属去除率方面来说,摆线车是一种高效加工方式。通过工件分段式,摆线车采用滚入切入的方式,可以减小刀片接触面。车削凹槽时,排屑始终是关键因素。加工这种材料剪切力大,因此需要形成更窄的切屑,这就需要平衡刀片槽型和进给量。此举也最大化了直线运动,这样就能够通过最大化进给率而获得最佳的生产效率。同时,这种加工方法能够保证在每次退刀时,切削力方向不同。另外,由于刀片始终没有离开工件,所以交替变换切削方向能够充分利用切削刃口,使刀片更持久耐用。摆线车削能够避免切屑堵塞,降低振动趋势和残余应力,非常适合于安全高效地去除大量材料。
涡轮机匣
涡轮机壳体通常采用极具挑战性的材料制成,涡轮机匣的材料通常极具挑战性,例如Inconel或Waspalloy。由于金属去除量较大,因此在铣削时,容易对零件结构产生重大影响(例如变形)。此类零件需要使用许多车铣和五轴方式去除大量材料,由此导致生产周期非常长。
(1)刀具解决方案:陶瓷材质CC6060。
与硬质合金刀具相比,陶瓷切削刀具的耐热性更高,并且不易与工件材料产生化学反应。陶瓷材质CC6060是一种优化材质,针对大直径零件切削长度较大,CC6060适合更高的进给率和长时间的连续切削,这使其成为铣削涡轮机匣类零件的理想选择。由于其出色的抗沟槽磨损性能,所以和其他陶瓷材质相比,CC6060材质可以适用于更大的切削深度,在半精加工至粗加工的初始和中间切削阶段中可确保最佳的生产效率。该材质也是型腔加工和仿形加工工序的首选。
(2)应用:凸台间的陶瓷车铣。
在整个涡轮机匣加工期间,平均有75%的时间耗费在车铣凸台间的材料上。车铣牵涉到利用旋转铣削刀具进行切削时还要使工件旋转。这种工序非常适合于加工那些要求高金属去除率和有遮断物(如点火凸台)的车削零件。涡轮机匣的凸台位于其圆柱周界的边缘。采用陶瓷刀具进行车铣不仅可降低沟槽磨损,而且能够提高进给率以及获得更高的金属去除率它是去除凸台间材料的最高效方式。