航空材料的切削加工
新一代合金和复合材料使飞机制造商面临新的加工挑战。
随着对重量更轻、速度更快飞机的需求不断增长，航空零部件制造商正在生产更多的钛合金、inconel合金、hasloy合金、waspalloy合金以及复合材料零件，以满足飞机机身和航空发动机制造商的需求。大型商用飞机，如波音787梦想飞机，以及用于防务计划的f-35联合攻击战斗机，都采用了几乎是全复合材料的机身设计。为了加工通常由复合材料和硬度较高的金属合金两者构成的工件，就必须采用具有创新性的新工艺。
加工钛合金和其它难切削合金通常需要使用高刚性、大扭矩的机床，同时还要采用的切削刀具、高压冷却系统和加工工艺。以“交钥匙”方式提供以上要素将会提高用户的加工效率。美国的生产力解决方案公司（mag公司的子公司）cyclocut刀具生产主管dancooper介绍说，该公司专门致力于提供总体解决方案：新的机床，改造或重建，工艺开发以及提供包括可提高切屑去除率的刀具和冷却系统在内的完整生产线。为了优化切屑去除率和零件质量，要求投入加工过程的所有要素保持平衡。
在切削钛合金和其它难加工合金时，高刚性机床、hsk100或125的大尺寸主轴接口、高压冷却液冲刷，以及采用卧式结构（就像mag公司zui近推出的h4000五轴卧式仿形加工机床一样）可以提供工艺改进。较大的主轴电机和传动轴在切削难加工合金时也是一种优势。具有低热导性和高弹性的钛合金很难切削，加工时很容易产生颤振，而颤振是相当糟糕的事情，因为它会影响工件质量、刀具寿命和机床寿命。
航空制造业切削复合材料、钛合金和其它难加工合金的加工范围十分广泛。山特维克可乐满美国公司航空产品开发chrismills介绍说，“我们为加工镍基合金开发了刀具，为加工钛合金提供解决方案，并且也为复合材料加工开发了刀具。”
mills补充说，“从数量上看，复合材料增长zui快，但这并不一定代表复合材料的加工量zui大。zui难加工的材料是发动机内使用的镍基合金。”涡轮发动机前部的风扇和高压压缩机采用钛合金制造，而涡轮的高温燃烧部分则采用能够承受*温度的镍基合金制造。
mills说，“钛合金可以承受800℃左右的高温，而镍基合金在超过1400℃的高温中仍能工作。当然，镍基合金是zui难加工的材料，它们只用于确实需要的部位。钛合金要轻得多，因此可以尽可能多地使用。”
镍基合金，包括inconel合金、waspalloy合金和rené41合金，通常被归类为镍基高温合金或镍基耐热合金。加工的钛合金大部分是ti-64或6al-4v（含6%的铝和4%的钒）。mills解释说，“通过加入不同的合金元素，可以改变金属材料的强度。zui令人头痛的合金是5553钛合金（即l-5mo-5v-3cr），这是一种用于波音787的新材料。由于现在波音787的生产正在提速，因此有越来越多的5553钛合金需要加工。”
mills说，“通常，我们参照6al-4v建立所有钛合金材料的基准加工方法，而且我们发现，采用相同的刀具、相同的牌号和相同的加工编程方法至关重要。
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mills补充说，“从数量上看，复合材料增长zui快，但这并不一定代表复合材料的加工量zui大。zui难加工的材料是发动机内使用的镍基合金。”涡轮发动机前部的风扇和高压压缩机采用钛合金制造，而涡轮的高温燃烧部分则采用能够承受*温度的镍基合金制造。
mills说，“钛合金可以承受800℃左右的高温，而镍基合金在超过1400℃的高温中仍能工作。当然，镍基合金是zui难加工的材料，它们只用于确实需要的部位。钛合金要轻得多，因此可以尽可能多地使用。”
镍基合金，包括inconel合金、waspalloy合金和rené41合金，通常被归类为镍基高温合金或镍基耐热合金。加工的钛合金大部分是ti-64或6al-4v（含6%的铝和4%的钒）。mills解释说，“通过加入不同的合金元素，可以改变金属材料的强度。zui令人头痛的合金是5553钛合金（即l-5mo-5v-3cr），这是一种用于波音787的新材料。由于现在波音787的生产正在提速，因此有越来越多的5553钛合金需要加工。”
mills说，“通常，我们参照6al-4v建立所有钛合金材料的基准加工方法，而且我们发现，采用相同的刀具、相同的牌号和相同的加工编程方法至关重要。
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