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伊斯卡聚焦航空航天業
發（fā）布時間：2020-5-9
航（háng）空航天業不僅（jǐn）是切削刀具（jù）的最大（dà）消（xiāo）費領域之一，而且是推（tuī）動切削刀具發展進程的最重（chóng）要因子之一。航空航天業的特點（diǎn）是（shì）通過不懈努力（lì）提高飛機部件的製造效率、提高（gāo）飛行（háng）安（ān）全、減少潛在的環境損害。為了實（shí）現這些目標，航空航天業必須不斷改（gǎi）進飛機（jī）發動機和機身結構件的設計，以當飛機遭受閃電和結冰等危險因（yīn）素造成損（sǔn）壞時提高對飛（fēi）機的保護。這轉而引發了一係列的（de）工業需求，包括引進需要（yào）采用新加工技術的工程材料；開發相適配（pèi）的機床和切削刀具。飛機製造商必須加工各（gè）種（zhǒng）形（xíng）狀複雜的零件，它們是通過不一樣的加（jiā）工策略加工不同的材料而生產製造（zào）的。這也是為什麽航空航天業被認為是推動刀具發展進步的主導（dǎo）力量（liàng）。
許多（duō）用於製造飛（fēi）機部件的材料的機械加工性（xìng）都很差。鈦具有令人印象深（shēn）刻的（de）強度重量比，超（chāo）級高溫合金（HTSA）在高熱負（fù）荷（hé）下不會失（shī）去強度，而複合材料則難以加工。為了提（tí）高生產率和產量，航空零件製造商必須使用能夠實現先進加（jiā）工作業的機床。但是刀具作為整個製造係統中最薄弱的環（huán）節，若其耐久性低，可能（néng）會導（dǎo）致生產率降低；在這種情況下，刀具的影響權重明顯（xiǎn）增大。來自航空航（háng）天（tiān）領域的（de）客戶都期望切削（xuē）刀具（jù）能夠兼顧（gù）更高層麵的性能和可靠性，刀具製造（zào）商（shāng）們既麵（miàn）臨挑戰也受到了激勵，通過研發將非常規（guī）解決（jué）方（fāng）案整合到其（qí）產品中，盡量滿足這些期待。
刀體材（cái）料
絕（jué）大多數切削刀具仍采用（yòng）硬質合金來製造。近年來，伊斯卡推出了包括IC 5820在（zài）內的（de）幾（jǐ）種專為航空航天（tiān）材料設計的（de）硬質合金牌號。這些牌號結合了（le）新的超細晶粒基體、先進的硬質CVD塗層和塗層後處理的（de）優點（diǎn），大幅提高了抗衝擊韌性及耐熱性。采用這些牌號的刀片主要是用來銑削鈦的。精準的濕式冷卻（què），特別是高壓冷卻(HPC)，顯著改善了牌號的性能。
陶瓷，則是另一種刀具材料，有著比硬質合金更高的紅硬性和更強的化學惰性。這意味著采用陶瓷加工（gōng）確保不僅能實現更高的切削速度而且能避免擴散磨損。伊斯卡的最新研發（fā）成果之一是用於加工（gōng）高溫超級合金（HTSA）的整體陶瓷立銑刀係列。這些立（lì）銑刀由賽阿龍（SiAlON）製成，SiAlON是一種氮化矽基陶瓷，由矽(Si)、鋁(Al)、氧(O)和氮(N)組成。與整體硬質合金刀具相比，該整體陶瓷立銑刀的切削速度可提（tí）高50倍，極大地節省（shěng）了加工時間（jiān）。
對於（yú）車削應用，伊斯卡公司拓展了用於加工高溫（wēn）超級合金（HTSA）的可轉位SiAlON刀片係列。通過對難加工的超（chāo）級合（hé）金材料（如Waspaloy、不同（tóng）等級Inconel和Rene）航空發動機零（líng）件的車削，新刀片已（yǐ）證實了其高效加工性能。與其他（tā）氮（dàn）化矽陶瓷相比，SiAlON陶瓷（cí）盡管具有更高的抗氧（yǎng）化性，但韌性較（jiào）差。因此，確保SiAlON刀片可靠性的關鍵在於外加的刃口處理。伊斯卡已開發出新的“TE”切削刃口形狀，以提高在粗加工和斷續切削這類重載條（tiáo）件下的刀具（jù）壽命。
先進的（de）刃口形狀
改（gǎi）善切削刃形狀是（shì）刀具（jù）發展的一個（gè）重要方向。刃口形狀是一個理論和實驗研究的課題，科學技術的進步為刀具設計帶來了一款（kuǎn）強大的新工具：切屑成型的3D計算機建模。伊斯卡的研發團（tuán）隊積極采用建模方式來（lái）探查（chá）最佳的切削刃形狀，設計可轉位刀片的前刀麵以及可（kě）換刀頭。
新型（xíng）F3S斷屑槽被（bèi）用於最為普及的ISO車刀，諸如CNMG、WNMG和SNMG，是專為精加工高（gāo）溫鎳基合金和特（tè）殊難加工材料而設計的。可確保（bǎo）切削流暢（chàng）輕快，斷屑效果顯著（zhe）。經過設計的刃口幾何形狀所表現（xiàn）出的優（yōu）異加工性能（néng），是切屑（xiè）流建模的直接結果。
這款建模工具也可應用於鑽孔加工（gōng）的設計中（zhōng）。束魔變色龍鑽（SUMOCHAM）可換刀頭切削刃上設計有分屑槽，從而能實現在難（nán）切削的奧氏體不鏽鋼及雙相不鏽鋼上加工鑽深比達12xD的鑽（zuàn）孔。在采用切屑（xiè）成型設計（jì）分屑槽的過程中，切屑流建模的貢獻極大。
靈活的定製化
航（háng）空（kōng）航天產（chǎn）品在材料、尺（chǐ）寸規格、形狀、複雜性等方麵迥（jiǒng）然不同。為了加工如（rú）此多樣化的產品，零件製造商們通常需要幾十種機床和工（gōng）藝流程（chéng）。然而並不是每一標準刀具均能在特定的加工作業中實（shí）現（xiàn）生（shēng）產率最大化，故而，航空航天業是定（dìng）製刀具的主要消費群體。某生（shēng）產鈦合金零件的客戶可能會對（duì）由標準係列套式可轉位銑（xǐ）刀和心軸組合刀具（jù）的解決方案感興趣；而另一生產類似（sì）零件的客戶則可能更傾向於整體式專用銑刀，以直（zhí）接安裝（zhuāng）在機床主軸上。
伊斯卡研發的變形金（jīn）剛立銑刀（dāo）（MULTI-MASTER）係列和束魔變色龍鑽（zuàn）（SUMOCHAM）係列（liè），均為可換式（shì）刀頭能夾持於不同結構刀體的旋（xuán）轉（zhuǎn）刀具，能（néng）確保用不同刀具裝配選項簡化相關定製，並減少（shǎo）對昂貴（guì）定製產品的需求。
為（wéi）了滿足航空航天業的需求（qiú），伊斯（sī）卡公司還通過增（zēng）添一種連接螺紋規格來擴展MULTI-MASTER係列（liè），將可換刀頭立銑刀的直徑範圍擴張至32mm(1.25")。
簡（jiǎn）化定製的另一個例（lì）子可以在伊斯卡最近推出（chū）的安裝於多軸機床和瑞士型機床的模塊式鑽頭中找到。這些鑽頭設計結合了束魔變色龍鑽（SUMOCHAM）和（hé）FLEXFIT模塊式螺紋連接。多軸和（hé）瑞士型機床通常加（jiā）工空間有限，這意味（wèi）著加工刀具必（bì）須盡可（kě）能的短，以避免發生碰撞，便（biàn）於安裝。通過將帶有FLEXFIT螺紋接口的規格多樣的接柄與同樣規格多樣的圓柱柄相配對，可有效對鑽頭實（shí）施精（jīng）確匹配，最大限度（dù）地縮短刀具懸伸。
鋁材（cái）加工（gōng）
雖然加工鋁（lǚ）表麵上看起（qǐ）來是一個非常簡（jiǎn）單的作業（yè），但（dàn）實際上（shàng）對鋁（lǚ）的有效切削代表了一個具有其自身規律和（hé）挑戰的技術領域。
為（wéi）了提高鋁件銑（xǐ）削的生（shēng）產率（lǜ），促成金屬去除率更高，特別是針對（duì）大型航空航天結構件，機床製造商開發了主電機（jī）功率高達150Kw，主軸轉速達33000 rpm的銑床（chuáng）。為了滿足這（zhè）樣（yàng）的加工需求，伊（yī）斯卡拓展了其90°主偏角可轉位銑刀係列，推出夾持（chí）大尺寸刀片的銑（xǐ）刀，能實現的最大切削深（shēn）度（dù）為22 mm (.870")。該（gāi）銑刀的設計確保即便在超高轉速下也不會因高離心力導致刀片在徑向發生（shēng）位移。這一概念保證在轉速高達31000 rpm時也能執行可（kě）靠（kào）的銑削加工。
在孔加工方麵（miàn），伊斯卡開發（fā）了裝夾於DR-TWIST鑽頭的可轉位刀片，用於（yú）鋁加工。新刀片周（zhōu）邊精磨處理，具有鋒（fēng）利切削刃，前刀麵拋光處理不僅使得切削更輕（qīng）快，還能預防（fáng）切屑粘結在刀片上。
結語
針對航空航天領域的刀具項目，伊斯卡遵從以下幾個原則：滿足該行業的複雜需求；兼顧（gù）金屬（shǔ）加工的趨勢；以及加強與（yǔ）刀具消費者的合作夥伴關係。伊斯（sī）卡認（rèn）為，這種三（sān）管齊下的方法可（kě）以確保高效加工難切削（xuē）材料的（de）創新思想的成功實現，而這些材料恰好（hǎo）具備這個具有挑戰性動態領域的特點。
（來源（yuán）：伊斯卡刀（dāo）具；作者：伊斯卡技（jì）術經理 Andrei Petrilin）