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创建于1958年, （以下简称“西飞”）, 是我国大中型军民用飞机研制、生产的重要基地, 先后研制了20余种型号的飞机, 生产了20余种型号的飞机, 在航空零部件产品中, 更是美国波音等世界巨头的领先供应商。2017年的时候, 西飞的营业收入这个数字, 是第一次超过了200亿元的关口。
在这样的经济规模变大了、综合实力也到了一个新的台阶的实际情况之下它已经变成了一种力量了。这种力量在中国的空气产业里面是存在的。在世界范围里面的航空产业里面也是存在的。所以这个存在是一种不容忽视的存在。它就是中坚的力量。
这才过了不到几十年功夫, 就弄出了这么亮眼的成果出来。这个事情能够成, 是因为西飞这家公司从来不怕遇到难题, 同时也愿意去改变自己的样子。现在有新的工业革命大浪淘沙过来, 航空装备也要换一代新的玩意儿过来。在这样的双重压力测试之下, 西飞的带头人们很清醒地意识到了一个问题。
那就是在新的技术革命和产业更新换代的大潮里头, 必须要把机会抓在手里边。同时也要去迎接那些挑战, 争取跑到前面去率先发展起来。所以他们大力推动制造方式的转变。而这个转变的核心内容就是所谓“智能制造”这四个字。
要想实现智能制造的目标, 同时也能够把生产力给提升上去, 那么“协同”这两个字就是起到了一个非常关键的、不可替代的作用的。在飞机制造的那个行业里面, 它涉及到的生产部门那是相当多的。
什么设计商, 制造商, 供应商, 还有那些搞专业化生产的单位，再加上市面上的航空公司们, 它们之间的关系就像是一环扣着一环那样紧密着存在着的。对于整个制造链来说, 每个环节都缺它不行。
所以, 只有想办法对各种不同的制造资源进行优化处理, 然后再去挑选那些质量特别好、特别靠谱的供应商来合作, 这样的话才有可能顺利地完成整个生产任务, 也才能满足到客户那边的市场需求。而做到了这些之后, 自然就会反过来帮助到企业去求得一个更长远的、更可持续的发展了。
西飞精益加工中心的某个负责人说了这一番话, 他表示, 在最近这些年里, 西飞精益中心一直都在使用各式各样的优化法子, 目的就是为了把钛合金航空零部件的加工效率提上去, 还要让工件的那些综合性能得到改进。
而在所有的办法当中呢, 结合着自己的真实需要去筛选那些很出色的刀具供应商, 这算得上是最为关键的一项举措了。山高这个厂家手里的产品线特别齐全, 各种各样的产品系列都有, 所以面对多种多样的航空零件, 他们都能给出高效的刀具来用, 也能拿出靠谱的解决方案, 这一点就和我们现在的实际需要非常对得上口了。
航空零件在材料和结构这两个方面都普遍具有难加工的特点, 所以在生产当中特别容易碰到一个挑战, 这个挑战是关于加工刀具的成本很高、加工质量没法子保证、加工效率也跟不上。而在所有航空零件里, 钛合金结构件情况更是如此。
正因为这样, 现代飞机设计技术发展的脚步在加快, 这就给具有非常优越综合性能的钛合金提供了广阔的发展空间, 让这些材料有了更多的应用可能性。
但是, 与此同时, 大家也会发现, 钛合金在结构设计方面有变得更为复杂的趋势, 于是大量采用了整体结构、以及深腔结构、还有薄壁结构这些方式, 这样一来, 就为刀具选型, 以及确定切削方式提出了比较严峻的挑战。
西飞公司一直站在了先进制造的最前沿位置, 而其精益中心针对钛合金零件的加工这一环节也在不断地进行创新活动。
我们的技术团队针对航空钛合金结构件的不同材料性能以及几何特征, 制定了刀具选型方法以及切削策略, 在此之后, 山高总能够在第一时间提供对应的产品以及解决方案, 并且成功实现了工件加工精度要求与加工效率要求, 还有效地降低了刀具损耗程度, 该负责人对此进行了补充说明。
复杂型腔优选高效粗加工刀具
航空零件的典型结构是不规则的复杂型腔。针对西飞钛合金复杂型腔的粗加工, 精益中心技术优化团队认为, 大进给刀具是最佳的刀具类型。
刀具圆弧底刃半径和最大切削厚度这两者之间的关系, 可以用一个公式来表示。
(式1)
公式中表示的是最大切削厚度这一个指标。
R——底刃圆弧半径。
ap——铣削深度；
这个被称为fz的东西, 是每齿进给量。
从上面的公式里我们可以看出来, 当切削深度变大以后, 能够把圆弧刃的半径增加到一定程度, 同时也把主偏角减小一些, 这样可以使得切下来的那一层东西保持比较薄的状态, 进而把刀具使用的时长延长, 还能把进行机械加工花掉的时间给缩短一点。
大进给刀具可以实现比较快的进给速度。
如图 1 所示, 相比于传统的端铣加工方式, 大进给刀具采用的是大的圆弧刃半径设计和较小的主偏角设计, 这样做会降低轴向的切深面积, 同时也会减小切削的厚度, 这种通过减薄切屑厚度来实施的大进给铣削方法是可以有效降低主切削刃上面受到的负载力的, 而且厚度特别小的切屑在产生的时候是可以带走大量切削热的, 这样可以提高刀具的使用耐用程度, 还可以缩短整体的加工操作时间。
而且, 这种有利的情形, 是能够在复杂型腔的大致加工过程里得到非常合适的应用的。
图 1大进给刀具与传统立铣刀对比
西飞精益中心在处理复杂型腔的粗加工工作的时候, 山高给他们提供了一款可以转位的大进给铣刀, 这个刀不仅帮西飞把切削速度和进给速度提上去了, 因为大进给铣削这种方式会让铣削深度变小一点, 所以能做到铣削余量更均匀一些, 对后面加工的稳定性是有好处的。
插铣刀可作为深槽加工的首选
关于航空用钛合金结构件里的深槽加工这个事, 因为这种材料本身就不好加工, 再加上深槽和腔体那边还有转角这些几何上的特点, 导致加工出来的精度很难保证, 稳定性也不够好, 这个问题之前一直让我们感到很头疼。
山高这家公司在弄明白我们的需求是什么以及具体的难点在哪里之后, 给我们提出了使用插铣刀具的这个方案, 实施下来效果非常不错, 远远地就把我们的预期超过了。这话是由精益中心的负责人做介绍的。
图 2 插铣刀典型结构
插铣, 这是一种专门用来对付比较深的腔槽或者转角的高效加工的办法。在面对各种复杂的结构件的深腔加工或者是转角的加工这些难题的时候, 插铣加工技术是有着它自己独特的优势的。
咱们在实际进行操作加工的过程中的情况去看的话, 插铣和传统的那些铣削方法是非常不一样的, 因为它在使用刀具的时候是利用了刀具的末端位置来进行切削动作的, 并不是利用它的侧边部分来进行切削, 所以这种方式所产生的主要力量是来自轴向方向的力。
插在铣刀可以用于刀具悬挂伸出去的长度很大的那些应用场合, 在对深槽进行加工或者处理那些难以加工的材料的时候, 结合具有良好韧性的刀片材质以及非常锋利的槽型, 可以帮助客户获得非常好的生产效率、加工效果以及经济上面的优势, 这个话是来自山高技术团队的贾建平补充道。
图 3 插铣刀具加工示例
圆刀片铣刀以其灵活性提高加工效率
为了能够更好地帮助西飞进行钛合金加工, 公司针对在航空结构件里面存在着的多种不同类型的面部特征, 山高这一企业就采用了一种可以适应各种类型的面部来进行加工的圆刀片铣刀, 从而使得加工效率得到了提高。
图4 典型圆刀片铣刀
西飞精益中心的负责人表示, 那种山形的圆刀片, 因为它有自己独一无二的几何角度, 所以具有特别高的强度。因此, 它非常适用于对钛合金这种很难加工的材料进行切削作业。同时, 使用这种刀具还能获得很高的金属切除率, 并且能够延长刀具的使用寿命。
贾建平补充说, 圆刀片铣刀这个东西还能用在好多类型的切削方式上面，比如说什么圆周插补, 还有螺旋插补斜坡铣, 方肩铣削, 铣槽, 插铣, 以及斜坡铣。这种刀具在三维铣削里面, 灵活性是最好的那一种。
不同需求不同应对
不同的零件结构, 其在加工中的需求和着重点也不一样。对于比较简单的轮廓或型腔结构, 在加工中的经济性是不容忽略的。而对于开槽加工, 在有严格标准的情况下的安全性则是至关重要的。
“山高的技术团队在给出每一个解决方案之前, 都会与我们进行深入的沟通, 了解我们的加工需求, 真正做出不同需求不同应对的样子。”精益中心负责人介绍说。
在加工轮廓或者是简单型的腔体结构的时候, 西飞精益中心是用山高的玉米式铣刀的, 这个玉米铣刀不仅是能够实现又大切的深度又大切的宽度的那种强力的铣削方法的, 还能够非常巨大化地增加切削力以及切削效率的, 在最关键的地方, 玉米铣刀是在实际的加工过程之中的时候, 是可以用各种各样的几何形状的刀片的那种且每个刀片都是一个多个次转位的那种优势的这样的东西的, 这是帮助那个精益中心的最大程度去降低大型钛合金零件粗加工的切削成本的。
图 5 玉米铣刀
航空部件的成本是非常高的, 在生产过程中安全的问题是非常重要的。为了能够配得上自己本身所拥有的非常强大的产品技术能力, 西飞精益中心对于钛合金开槽这种加工环节提出了非常多的、非常严格的要求。
而恰恰是山高这家公司, 因为自身已经在这个领域积累了十分丰富的经验和实际操作能力, 所以是可以提供相应服务和技术的。针对西飞航空钛合金结构件存在诸多狭窄槽腔的几何特征, 山高开发了波纹铣刀。这种刀具可提供较长的刀具寿命和非常高的加工安全性。它非常适合大轴向切深的不锈钢和钛合金的高效粗加工。
在应用于航空航天工业中大型部件的加工之后, 其效果良好。
图 6波纹铣刀
随着新一代航空装备开始研发, 并且大量新材料、新结构以及新技术都被应用在了其中, 这给航空制造环节提出了更高难度的要求。在面临机遇和挑战的现况下, 西飞会在包括山高在内的这些优秀供应商的陪伴之中, 去持续进行创新, 要去不断发生变革, 从而为建设新时代的航空强国去贡献力量。
山高这个公司的总部是在瑞典的法格斯塔市, 它一直在努力开发那种创新的金属切削方案, 并且和客户保持非常密切的合作, 目的是为了能够全面地理解和关注客户的需求, 所以这个名字在世界上到处都是。
我们在五十个国家或者地区里面雇佣了超过五千名员工, 通过这些人的能力是通过培训、发展, 还有员工的认同计划, 以及那个开放的沟通环境来不断提升上去的。
我们的员工展现了三个核心价值观, 分别是热忱待客、家庭归属感和个人承诺, 这些价值观定义了我们经营之道, 也定义了我们与客户、供应商和其他合作伙伴之间的交往方式, 如果您想获取更多信息的话, 就请您前往那个指定的页面访问吧。
（山高刀具）
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