【機(jī)床商務(wù)網(wǎng) 名企在線】總部位于圖賓根的專(zhuān)家瓦爾特Xpress航空航天系列產(chǎn)品可滿足航空工業(yè)的特殊要求。特別是，其按客戶具體尺寸定制的整體硬質(zhì)合金刀具的交貨期為2～3周。一種創(chuàng)新的刀具涂層和刀具技術(shù)保證刀具使用壽命在某些情況下翻番。
 

　　航空工業(yè)的情況與其他行業(yè)略有不同。重量起著重要作用，每一克都不容忽視。正是產(chǎn)品重量決定了其盈利能力，而不是零部件的價(jià)格。毋庸置疑，鈦合金在該行業(yè)保持較大增長(zhǎng)，并受到普遍歡迎。特別是高強(qiáng)度構(gòu)件，使用的鈦合金多。典型的例子是門(mén)及門(mén)框周?chē)郊?、起落裝置支撐架、底架支架或起落襟翼軌道。鈦合金還耐腐蝕、耐高溫。
 

　　但是，特別是民用航空器制造廠，他們發(fā)現(xiàn)自己面臨越來(lái)越大的制造壓力，這種壓力與汽車(chē)行業(yè)類(lèi)似。迄今為止，波音、空客和龐巴迪主要占據(jù)了市場(chǎng)份額，龐巴迪的市場(chǎng)份額相對(duì)較小。同時(shí)，中國(guó)和俄羅斯的新競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手正準(zhǔn)備進(jìn)入市場(chǎng)。因此，制造商的壓力越來(lái)越大，他們必須盡可能做到經(jīng)濟(jì)。瓦爾特成功研發(fā)的Xpress Aerospace系列在這方面做出了重要貢獻(xiàn)。
 

Dirk Masur是瓦爾特鈦合金加工的航空工業(yè)零件經(jīng)理和專(zhuān)家
 

　　工具系統(tǒng)的新科研成果
 

　　挑戰(zhàn)：鈦合金比鋁合金更難加工，是迄今用得多的材料。這種材料的化學(xué)反應(yīng)性很強(qiáng)，導(dǎo)致加工期間切屑被熔化在切削刃上。因?yàn)椴牧系臒醾鲗?dǎo)率差，所以切削刃處的溫度急劇上升。這導(dǎo)致切屑的狀況極其惡劣，磨性也特別大。小的彈性模量導(dǎo)致工件彎曲。加上材料固化在刃口區(qū)域，因此即使是低切削速度，也會(huì)縮短刀具刃口的使用壽命。
 

　　刀具成本在很大程度上取決于對(duì)零件、材料及工藝的需求。減小壁厚可導(dǎo)致零件變得極不穩(wěn)定，于是加工的重中之重是考慮機(jī)床的穩(wěn)定性和夾緊穩(wěn)定性。使用適當(dāng)?shù)睦鋮s液策略，也對(duì)刀具使用壽命有嚴(yán)重影響。瓦爾特持續(xù)研發(fā)刀具系統(tǒng)，旨在縮短加工時(shí)間。硬質(zhì)合金基體、新涂層技術(shù)以及切削刀具的宏觀槽形和微觀槽形此時(shí)起著十分重要的作用。但是，通過(guò)與CAD/CAM專(zhuān)家通力合作，加工策略還可進(jìn)一步優(yōu)化。
 

HDC Ti38
 

　　這一切使得當(dāng)今鈦合金精加工和粗加工的高性能切削(HPC)和強(qiáng)動(dòng)力切削(HDC)皆有可能。Walter Prototyp Ti38 Z6-10的強(qiáng)力銑削和創(chuàng)新的新涂層，可達(dá)到140m/min的切削速度。多達(dá)10齒的多齒解決方案，可使進(jìn)給量在小接觸寬度時(shí)增加50%。與傳統(tǒng)解決方案相比，這些整體硬質(zhì)合金刀具解決方案可增加金屬去除率50%。
 

HPC Ti40
 

　　涂層決定壽命
 

　　新研發(fā)的基體和涂層技術(shù)的實(shí)例是Walter Prototyp Ti系列整體硬質(zhì)合金的PVD基涂層(物理氣相沉積)。與傳統(tǒng)的ANC涂層(氮化鉻鋁)相比，這種涂層可大大延長(zhǎng)刀具使用壽命 - 延長(zhǎng)100%以上。例如，在使用Prototyp HPC Ti40進(jìn)行半精加工和精加工由抗拉強(qiáng)度為1250 N/mm²的3.7164鈦合金制成的窗框時(shí)，刀具使用壽命延長(zhǎng)154%，即從原來(lái)的175分鐘延長(zhǎng)到444分鐘。使用Prototyp HDC Ti38 L進(jìn)行精加工，外廓可使刀具使用壽命延長(zhǎng)116%。速度增加25%，且加工量增加23%。
 

　　其它創(chuàng)新技術(shù)是可轉(zhuǎn)位刀片切屑刀具材料WSM45X的CVD涂層技術(shù)，這種技術(shù)可用于Walter BLAXX M3255玉米銑刀。涂層相當(dāng)于一層熱保護(hù)層，切削速度可達(dá)65米每分，且刀具刃口使用壽命可延長(zhǎng)到130分鐘。這使得鈦合金結(jié)構(gòu)件的刀具使用壽命翻番，這些加工工序通常是滿槽銑和順銑的組合，其中切削速度為45米每分，進(jìn)給量0.12毫米。另一種選項(xiàng)是，切削速度增加到65米每分，刀具使用壽命保持恒定，約60分鐘。采用PCD(聚晶金剛石)切削刃，還可進(jìn)行精銑，這是已知硬的材料。
 

Walter BLAXX M3255豪豬銑刀
 

　　但是在這種情況下，必須實(shí)施相應(yīng)的冷卻策略，保持切削刃的加工溫度在600攝氏度。一般來(lái)說(shuō)，切削液和冷卻介質(zhì)的濃度對(duì)刀具使用壽命有重大影響。重要的是盡可能直接將冷卻介質(zhì)引入工作區(qū)域。這可通過(guò)刀具的專(zhuān)門(mén)冷卻液通道來(lái)實(shí)現(xiàn)。70巴高壓冷卻是新機(jī)床的新技術(shù)。低溫加工的非標(biāo)刀具解決方案，采用液體二氧化碳或液氮加工，以溫度較低者為準(zhǔn)。
 

　　從刀具供應(yīng)商到技術(shù)合作伙伴
 

　　瓦爾特將其自己視為數(shù)字化過(guò)程合作伙伴，因此開(kāi)發(fā)出與“零件加工解決方案”密切相關(guān)的刀具。這需要一個(gè)完整的專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)。為了完全評(píng)估工藝，關(guān)鍵的前提條件是有熟練的CAD/CAM技能。為了滿足客戶需要，瓦爾特為整個(gè)工藝過(guò)程提供刀具、解決方案和服務(wù)。
 

　　于是，瓦爾特多年前就與謝菲爾德大學(xué)先進(jìn)制造研究中心通力合作，研發(fā)出了“零件加工解決方案”。在項(xiàng)目過(guò)程中，使用航空航天工業(yè)常用的CAM程序，為結(jié)構(gòu)件的所有凹窩形狀研發(fā)出了非標(biāo)加工策略。這種“toolbox”使得相應(yīng)的加工工藝過(guò)程快速地從客戶零件的3D模型中衍生出來(lái)。
 

　　質(zhì)量?jī)?yōu)，時(shí)間短
 

　　“好事情總是伴隨著那些耐心等待的人”當(dāng)今不再適用。即使是采用根據(jù)客戶需要定制的非標(biāo)尺寸的高性能刀具，也面臨巨大的時(shí)間壓力。因此，瓦爾特從年初就提供為航空工業(yè)等行業(yè)提供了歷史悠久的Walter Xpress服務(wù)。Xpress刀具解決方案的交貨期為2～3周。速度從訂購(gòu)過(guò)程本身開(kāi)始。my.Walter軟件解決方案可讓客戶自己或與經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)人員合作在線設(shè)計(jì)刀具。采用“Walter Online Xpress”后，客戶大在1小時(shí)內(nèi)通過(guò)電子郵件就能收到具有約束力的報(bào)價(jià)，包括2D圖紙和3D模型。訂單本身也往往是公司的瓶頸，在使用瓦爾特刀具管理后，訂單也大大加速了。

    （原標(biāo)題：安全快速的鈦合金加工）