航空航天業零部件加工需求大量硬質合金刀具

隨著航空航天業鈦合金、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量切削加工已經成為一個非常重要的行業性話題。隨著工件材料與刀具材料、結構等的互相促進，航空航天制造業得以不斷發展，可以說刀具的不斷發展是航空航天制造業不斷發展的驅動力。

目前，航空航天制造業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）、硬質合金、陶瓷和超硬刀具材料。其中，硬質合金刀具所占比重更大，在航空制造中是主導刀具，應用范圍相當廣泛。與硬質合金相比，陶瓷材料具有更高的硬度、熱硬性和耐磨性，且化學穩定性、抗氧化能力等均優于硬質合金，因此，陶瓷刀具已經成為航空航天業刀具發展的一個主流。

沈陽黎明航發集團的一位技術人員在談到該企業在使用刀具的一些經驗時表示，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合金標準刀具和硬質合金非標刀具使用量非常大。該技術人員認為，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、系統剛性、表面質量技術要求等。

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小，比強度大，切削溫度高，易產生加工硬化，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。從工件結構上來看， 壁薄、剛性差，難加工，加工零件凸起部分時，刀具系統容易與零件、夾具干涉，因此，必須對刀具路徑進行優化，如插銑加工代替側銑，空行程快速走刀，優化抬刀位置，采用螺旋插補等方式進行銑削。從加工工序上分析，機匣需要經過粗加工、半精加工、精加工，為了節省刀具費用，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合金刀具和非標高性能專用刀具，這樣可顯著提高生產效率。從加工經濟性方面上來說，刀具配置方案需要不斷改進，盡量采用刀具商新研發的產品。

航天科工集團某研究院的一位技術人員在談到刀具選用時表示，在加工鈦合金、高溫合金等工件時，他們會優先選用瓦爾特的WSM35、WSP45刀片，在切深較小時，使用這兩種刀片銑削上述材料工件時的切速可達70～150m/min；在加工難切削材料工件時，會優先選用山高CVD涂層材質等級為CP200、未涂層材質等級為890的兩種刀片，這兩種刀片是針對高溫合金精加工和鈦合金加工而制作的兩種高硬度超細顆粒材質等級刀具，同時對不銹鋼精加工也有良好的效果。此外，他們還會有針對性的使用肯納、山特維克可樂滿、伊斯卡等進口品牌刀具加工高溫合金、鈦合金與玻璃鋼復合材料等難加工材料。