伊斯卡刀具国际贸易(上海)有限公司

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伊斯卡高速铝加工铣刀在航空工业的应用

发布时间:Dec 27, 2018

       

        航空工业铝合金件的铣削是一道需要大量去除材料的粗铣加工工序。故而,因这类零部件的半精铣及精铣加工具有在粗铣后生成的窄壁、薄壁上加工的特点,导致工件刚性弱。

        尽管铝作为一种软质金属材料相对而言机械加工性更好,但许多航空航天零部件为大型零件,且型腔众多。铣削加工往往需要去除原始零件材料的90%以上,半精铣及精铣加工工序时间非常长。

        在世界各地,许多这样的大型零部件仍然在龙门机床上加工,这类机床具有非常大的水平工作台,垂直的主轴;而机床的结构常常使得排屑困难。另外,由于此类机床主轴功率及转速受限而导致进给量低,最终使得切削加工时间长。在常见的龙门机床上铝合金的金属去除率最高仅达2,000 cc/min,然而控制系统及主轴转速受限还使得半精铣及精铣加工周期非常长。

        为降低单件生产成本,制造商们需要提高粗铣加工的金属去除率(MRRs)以及半精铣及精铣加工的工作台进给。为帮助制造商们达成目标,机床商们(MTB)开发了现已随处可见的五轴加工中心,加工中心具有更高的主轴转速,最高可达30,000 / 33,000 rpm,机床功率也更高。第一代这类功能强大的机床的额定功率为60 KW,之后机床功率提高至70KW,如今80KW至120KW的机床额定功率已非常普遍。现今,先进五轴加工中心的主轴通常带有内冷却通孔,其结果是冷却效果更佳并有助于排屑,已成为深腔铣削加工必不可少的特性。

        在可靠的加工条件下加工铝件时,当在额定功率为60KW的机床上主轴以30,000 rpm的转速进行粗铣加工时,粗铣加工金属去除率可达4,000 cc/min;同样的,在额定功率为80KW的机床上可实现5,000 cc/min 的粗铣加工金属去除率;在额定功率为120KW的机床上,更强固的主轴能实现高达8,000 cc/min的金属去除率。

        现代五轴加工中心的出现及性能不断增强及完善的发展向刀具制造商们发起了挑战,需要其开发出一系列能实现更高更出色的加工参数的先进刀具。

        应用中,直径为50mm的可转位粗铣刀,需根据机床主轴功率选择刀片数量:机床功率为60KW时选用齿数Z=2的铣刀;机床功率为80KW时选用齿数Z=3的铣刀;机床功率为120KW时选用齿数Z=4的铣刀。在型腔的粗铣加工中,当采用直径为50mm的铣刀因半径太大难以实现时,通常采用直径为25mm的整体硬质合金立铣刀完成加工。

        当粗铣加工结束,在半精铣及精铣加工中,为充分挖掘机床潜能,设定主轴转速为30,000 rpm,最大工作台进给为60,000 mm/min,采用整体硬质合金立铣刀能大幅缩短铣削时间。

在高速、现代化机床上,相比较于早前的加工,在恶劣的加工条件下采用上述铣刀能显著提高生产率、发挥机床性能。今天,一款标准的具有强力高速主轴,快速控制系统的现代机床比上一代最顶级的任一款机床的生产率要高出很多。

        在恶劣的加工条件下,现代化的五轴机床在粗加工中具有更高的金属去除率。然而,若欲发掘出这些机床的全部潜能,还需要采用适合的前沿刀具。为确保研制并发布理想的适用于现代化五轴机床的高效切削系列刀具,伊斯卡定制了两条研发路径。除了伊斯卡多产的研发部门深入实验室工作,在自有机床上进行周密的实验以淬炼出一系列先进切削刀具原型,伊斯卡还与数家跨国航空工业制造商密切合作以确保新的切削刀具在实际的苛刻铣铝加工条件下具有先进的性能。

        伊斯卡研发部门发起的挑战简而言之就是设计出一流的技术领先的一系列切削刀具,能承受强力铣削及大的离心力,以保障加工过程非常稳定可靠、即便在深腔铣削中产生了大量的切屑也能排屑流畅。此外,为避免积屑瘤(BUE)的产生,并能实现恶劣条件下的铣削,超大正前角铣刀片必须以带有磨制的锋利切削刃结合前刀面抛光处理来设计。

        作为第一家设计出带螺旋切削刃的硬质合金铣刀片并将前刀面抛光的大正前角切削刃引入铣铝加工的切削刀具供应商,伊斯卡继续在该领域扮演着技术创新的领导者。伊斯卡颇具创新性的一部分刀具现已成功应用于带有高速主轴的现代大功率高速铣削机床。在世界各地航空工业领域的铣铝加工中,采用伊斯卡切削刀具往往会收获无以伦比的加工结果。
 
        伊斯卡HSM90S系列可转位铣刀专为铝的高效粗铣加工而研制,比如在功率为120KW的机床上以RPM 33,000的转速加工,排屑顺畅,切削力低,产生的振动更小,从而表现出众。在现代大功率、高速主轴、快速进给机床上采用这些前沿的切削刀具能大幅节省加工时间,令高效铣铝加工的表现提升到更高的水平。采用伊斯卡HSM90S系列铣刀能提高生产率,并降低生产成本。

        对半精铣及精铣加工而言,伊斯卡研制了适用于切削速度非常高且快速进给的加工参数的高性能整体硬质合金立铣刀。采用这些高效铣刀能实现高精度等级,被加工表面质量高,最终收获航空工业铝部件的高效铣削。伊斯卡高性能整体硬质合金立铣刀的采用能缩短加工时间,收获更低的加工成本。

        源于伊斯卡成功发布数款前沿的高效铝加工铣刀,世界各地的航空工业制造商们现因伊斯卡深入而专注的研发以及与航空工业领袖级制造商们的合作而收获了诸多益处。

 

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