數控（kòng）機床

        航空工業：安全快速的鈦合（hé）金加工

        總部位（wèi）於圖賓根的專家瓦爾特Xpress航（háng）空航天係列產品可滿足航空（kōng）工業的特殊要求。特（tè）別是，其按客戶具體尺寸（cùn）定製的整體硬質合金刀具的（de）交貨期為2～3周。一種創新（xīn）的刀具塗層和（hé）刀具技術保證刀具使用壽命在某些情況下翻番。
 
      航（háng）空工業的情況與其他行業略有不同（tóng）。重量起著重（chóng）要作用，每一克都不容忽視（shì）。正是產品重量決定了其盈利能力，而（ér）不是零部（bù）件的價格。毋庸（yōng）置疑，鈦合金在該行業（yè）保持較（jiào）大增長，並受到普（pǔ）遍歡迎。特別是高強度（dù）構件，使用的鈦合金最（zuì）多（duō）。典型的例子是門及門框周圍附件（jiàn）、起落裝置支（zhī）撐架、底架支架或起落襟翼軌道。鈦（tài）合金還耐腐蝕、耐高（gāo）溫（wēn）。
 
      但是，特別是民用航空器製造廠，他們發現自己麵臨（lín）越來越大的製造壓力，這種壓力（lì）與汽車行業類似。迄今為止，波音、空客（kè）和（hé）龐巴迪主要占據了（le）市場份（fèn）額，龐巴迪的市場份額相對較小。同時，中國和俄羅斯（sī）的新競爭（zhēng）對手（shǒu）正準備進入市場。因此，製造商的壓力越來越大，他們必須盡可能做（zuò）到經濟高效。瓦爾特（tè）成功研發的Xpress Aerospace係列在這方麵做（zuò）出了重要貢獻（xiàn）。

      工具係統的最新科研成果
 
      挑戰：鈦合金比（bǐ）鋁合金更（gèng）難加工，是（shì）迄今（jīn）用得最多的材料。這種材料的化學反應性很強，導（dǎo）致加工期間（jiān）切屑被熔化在切削（xuē）刃上。因為材料的熱傳導（dǎo）率差，所以切削刃處的溫（wēn）度急（jí）劇上升。這導致切屑的（de）狀況極其（qí）惡（è）劣，磨性也特別大。最小的（de）彈（dàn）性模量導致工件彎曲。加上材料固化在刃（rèn）口區域，因此即使是低切削速度，也會（huì）縮短刀（dāo）具刃口的使用壽命。
 
      刀具（jù）成本在很大程度上（shàng）取決（jué）於對零件、材料及工藝的需求。減小壁厚（hòu）可導致零件變得極不穩定，於是加工的重中之重是考慮機床的穩定性和夾緊穩定性。使用適當的冷卻液（yè）策略，也對刀（dāo）具使用壽命有嚴重影響。瓦爾特持續研發刀具係統，旨在縮短加工時間。硬質合金基體、新塗層技術以及切削刀具的宏觀槽形和微觀槽形（xíng）此時起著十分重要的作用。但是，通過與CAD/CAM專家通力合作，加工策略還可（kě）進一步優化。
 
      這一切使得當今鈦合金精加工和粗加工的高性能切削(HPC)和強動力切削(HDC)皆有可能。Walter Prototyp Ti38 Z6-10的強力銑削和創（chuàng）新的新（xīn）塗（tú）層，可達到140 m/min的切削速（sù）度。多達10齒的多齒解決方案，可使進給量在小接觸（chù）寬度（dù）時增加50％。與傳統解決方（fāng）案相（xiàng）比，這些整體硬質合金刀（dāo）具解決方案可（kě）增加（jiā）金屬去除率50％。
 
 
       塗層決定（dìng）壽命
 
      新研發的基體和塗層技術的實例是Walter Prototyp Ti係列整體硬（yìng）質合金的PVD基塗層（物（wù）理氣相沉積（jī））。與傳統的ANC塗層（氮化鉻鋁）相比，這種塗層（céng）可大大延長刀具使用壽命 - 延長100％以上。例如，在使（shǐ）用Prototyp HPC Ti40進行半精加工和精加工由抗拉強度為1250 N/mm²的3.7164鈦合金製成的窗框時，刀具使用壽命延長154％，即從原來的（de）175分鍾延長到444分鍾。使（shǐ）用Prototyp HDC Ti38 L進行精加（jiā）工，外廓可使刀具使用壽命延長116％。速度增加25％，且（qiě）加工量增加23％。
   
      其它創新技術是可轉（zhuǎn）位刀片切（qiē）屑刀具材料WSM45X的CVD塗層技術，這種技（jì）術可用於Walter BLAXX M3255玉米銑刀。塗（tú）層（céng）相當於一層熱保護層，切（qiē）削速度可（kě）達65米每分，且刀具刃口使（shǐ）用（yòng）壽命（mìng）可延長（zhǎng）到130分鍾。這使得鈦合金結構件的刀具使用壽命翻番，這（zhè）些加工工序通常是滿（mǎn）槽銑和順銑的組合，其中切（qiē）削速度為45米每分，進給量（liàng）0.12毫米。另一種選項是，切削速度增加到65米每分，刀（dāo）具使（shǐ）用壽命保持恒（héng）定，約60分鍾。采用PCD（聚晶金剛石）切削刃，還可進行精銑，這是已知最硬的（de）材料（liào）。
 
      但是在這種情（qíng）況下，必須實施相應的冷卻策略，保持切削刃的加工溫度在（zài）600攝氏度。一般來說（shuō），切削（xuē）液（yè）和冷卻介（jiè）質的濃（nóng）度對（duì）刀具使用壽（shòu）命有（yǒu）重大影響（xiǎng）。最重要的是盡（jìn）可能直接將冷卻介質引入工作區域（yù）。這可通過刀具的（de）專門冷卻液通道來實現。70巴高壓冷卻是新機床的（de）最新技術。低溫加工的非標刀具解決方案，采用液體二氧化碳或液（yè）氮（dàn）加工，以溫度較低者為準。
 
 
      從刀具供應商到技術合作夥（huǒ）伴
 
 
      瓦（wǎ）爾特將其自己視為數字化過程合作（zuò）夥伴，因此開發出與“零件加工解決方案”密切相關的刀具（jù）。這需要一個完整的（de）專家團隊。為了完全評估工藝，最關鍵的前提條件是有熟練的CAD/CAM技能（néng）。為了滿足客戶需要，瓦爾特為整個工藝過程提供刀具、解決方案和服（fú）務。
 
      於是，瓦爾特多年前就與謝菲爾德大學先（xiān）進製造研（yán）究中（zhōng）心通力合作，研發出了“零件（jiàn）加（jiā）工解（jiě）決方案”。在（zài）項目過程中，使用航空航天工業常用的CAM程序，為（wéi）結構件的所有凹窩形狀研發出了非標（biāo）加（jiā）工策略。這種“toolbox”使得相應的加工工藝過程快速高效地從客戶零件（jiàn）的3D模型中（zhōng）衍生出來（lái）。
 
 
       質量最優，時間最短（duǎn）
 
      “好事情（qíng）總是伴隨著那些（xiē）耐心等待的人”當今不再適用。即使是采用根據客戶需（xū）要定製的非標尺寸的高（gāo）性能刀具，也麵臨巨大的時間壓力。因此，瓦爾特從年初（chū）就提供為航空工業等行業提供了曆史悠久的Walter Xpress服（fú）務。Xpress刀具解決方案的交貨期為（wéi）2～3周。速度從訂購過程本（běn）身開始。my.Walter軟（ruǎn）件解決方案可讓客戶（hù）自己或（huò）與經過培訓的現場服務人員合作（zuò）在線設計刀具。采用“Walter Online Xpress”後，客戶最大在1小時內通過電子郵件就能收到具有約束力的報價，包括2D圖紙和3D模型。訂單本身也往往（wǎng）是公司（sī）的瓶（píng）頸，在使用瓦（wǎ）爾特刀具管理後，訂單（dān）也大大加速了。

圖文說明：Dirk Masur是瓦爾特鈦合（hé）金加工的航空工（gōng）業零（líng）件經理（lǐ）和專家。
 
 

   
圖文說明3a, b：瓦爾特鈦合金加工的新產品組合：HPC/HDC應用的Walter Prototyp Ti38和Ti40 Z5。銑刀適合強力銑即半（bàn）精加工和精加工工序。Ti40還可用於粗加工。 

圖文說明：Walter BLAXX M3255豪豬銑刀（dāo）;適用於速度為60 m/min、刀具使用壽命為130分鍾的鈦及（jí）鈦（tài）合金的高性能銑削加（jiā）工。Walter BLAXX M3255 Z5玉米銑刀，配有采用CVD塗（tú）層的WSM45X可轉位刀片
 

        圖片：瓦爾特公司