增效降本 可從刀（dāo）具要成效-廈門太古選擇了瓦爾特作為切削刀具的主（zhǔ）要合（hé）作夥伴
2014-8-21 來（lái）源：數控機床市場網 作者：田偉
憑借瓦爾特在航空製造加（jiā）工領域先進的技術研發、豐（fēng）富（fù）的應用經驗以及高效、及時的售後服務，廈門太古選（xuǎn）擇了瓦爾特作為切削刀具的主要合（hé）作夥伴（bàn）。在（zài）雙（shuāng）方協作下，廈門太古對現場加工工藝進行了優化，有（yǒu）效落實了刀具成本控製及加工效率提高等工作，取得了許多階（jiē）段（duàn）性成果。
廈門太古飛（fēi）機（jī）工程有限公司（以下簡稱“廈門太古”）是一家大（dà）型民用飛機維修企業，為世界各地飛機經營者或擁有者提供飛機維修服務，包括飛機改裝、部件組裝、零件製造等。目前，廈門太古擁有六座雙（shuāng）寬體機位機庫，可容納17架飛機同時（shí）進行維修、大修及改裝，業（yè）務領域涵（hán）蓋波音737/747/757/767/777，空客320/330/340及麥（mài）道（dào）MD-11等主流民航機型，是中國第一家為A380飛機提供航線維修服務的（de）維修機構。其在廈門建立的亞洲首個獲得波音和（hé）空客批準的公務機（jī）及（jí）私人飛機客艙整裝中心，填補了國內空白。
為了滿足企業發展的需求，近（jìn）年來，廈門太古大力（lì）拓展（zhǎn）自己（jǐ）的零部件製造能力（lì），以更（gèng）好地為飛機改裝業務提供配套服務。如今，廈門太古已獲得了（le）波音等原廠商的生產許可，建立了整套（tào）完備的生產體係，具備機械加工、鈑金加（jiā）工、特種工藝（yì）製造、線束、B747-400BCF客改（gǎi）貨複式地板梁組裝等能力（lì）。
圖1.廈門太古（gǔ）建有整套完備的生產體係，並（bìng）不斷尋求新工藝、新技術。
隨著公司承接業務（wù）的增多以及服務（wù）功能的（de）不斷擴展，廈門太古在加工過程中（zhōng）也開始麵臨更多的挑戰，比如加工成本的控製、整體加工效率的進一步提升等等。麵對競爭激烈（liè）的航空製造（zào）市場，廈門太古（gǔ）清醒地意（yì）識到，提高市場競爭力的核心就（jiù）必須為客戶（hù）提（tí）供最具性價（jià）比的產品。就機加工方麵來說，隻有通過不斷尋求新的工藝、應用新的技術（shù），才能實現增效降本的目的。
刀具 實現對成本的嚴格把控
飛機結構件是廈門（mén）太古（gǔ）主要的機加（jiā）工產品，從材料（liào）來看，廈門太（tài）古目（mù）前加工的飛機結構件（jiàn）多為不鏽鋼材質，如300係列奧氏體不鏽鋼、15-5PH馬氏體沉澱硬化不鏽鋼。這種材料的加工難點在於（yú），其內部的碳化物硬（yìng）質點在加工中會加劇刀具的磨損，而且容易在前刀麵產生（shēng）月牙窪磨損，粘刀（dāo）現象嚴重，在刃口上還易引起微小的剝落和缺（quē）口。當切削溫度高、切削抗力大時，還存在較嚴重的加工硬化現象，令切削過程中所產生的切屑不易折斷（duàn）。
從結構上（shàng）看，飛機結構件通常都（dōu）具有薄壁、尺寸大、加（jiā）工餘量（liàng）大、相對剛度較低的（de）加工特點。有時為（wéi）了減輕重量，還要進行等強度設計，往往在結構件上形（xíng）成（chéng）各種複（fù）雜槽腔、筋、凸台和減（jiǎn）輕孔等要素。例如，不鏽鋼飛機（jī）結構件有深槽、窄槽、薄（báo）壁（bì）、細（xì）小（xiǎo）孔（kǒng）等複雜結（jié）構（gòu），切削效率低和刀（dāo）具的大量損耗是其麵臨的主要（yào）加工（gōng）難點。刀具的成本還隻是其次，因為這僅占（zhàn）整體（tǐ）製造成本的一部分，關（guān）鍵在於，因為刀具的加工問題所連帶產生的對整體製造成本的影響，是急需解決（jué）的。因此，尋找高性價比的刀具，成為廈門太古在（zài）實（shí）際（jì）生產過程中控製加工成（chéng）本的關鍵。
通過對多家刀具品牌產品的綜合評估，廈門太古最終選擇（zé）了瓦爾特作為刀具的主要（yào）合作夥伴。瓦爾特刀具在航空（kōng）製造加（jiā）工（gōng）領域有著深厚的技術沉澱，切削技術處（chù）於世界領先地位（wèi），同時其高效、及時的售後服務（wù）也令太古的技術人員受益良多。在瓦爾特的大（dà）力支持下，廈門太古對現場加工工藝進行（háng）優化，有效（xiào）落實了刀具成本控製及加工效率提高等工作，取得了許多階段性成果。
銑（xǐ）削效率大幅提升
圖2.飛機結構件有深槽、窄（zhǎi）槽、薄壁、細小孔等複雜結構，切削效率低和刀具的大量損耗曾經是其麵臨的主要（yào）加工難（nán）點。
飛機結構件（jiàn）的複雜型腔是用數控銑削方法由整塊毛坯（pī）件（jiàn）逐步（bù）挖製而成（chéng），其加工工藝過程為：下料、銑平麵、粗銑槽、精銑槽、加工孔、銑外輪廓、去（qù）毛刺（cì）。其中，切削加工時（shí）間占飛機結構件總加工時間的比例最大。在廈（xià）門太古（gǔ），瓦爾特刀具被用於不（bú）鏽鋼銑削的（de）粗加工工藝過程中，分別針對直徑（jìng）小於0.75英寸和直徑大於0.75英寸的粗加工應用。
1. 直徑小於（yú）0.75英寸的粗加工刀（dāo）具
廈門太古原來選用的是鑲齒刀或整體硬質合金刀具。但（dàn）長期的（de）應用結果表明，如果選用鑲齒刀，由於刀（dāo）徑小，隻能安排單齒或少齒結構，加（jiā）工的振動大，金屬去除效率低，刀粒更換頻繁；如果選用（yòng）整體硬（yìng）質合金刀（dāo）具，在合理的長徑比條件下，切削性能是能滿足要（yào）求的，但（dàn）是當切削有效刃口的塗（tú）層損耗，刃形損傷後（hòu），就需要整把更換（huàn），成本高昂。
為解決這個生產難題，瓦爾特航（háng）空產品應用工程師向其推薦了最新的CONEFIT專利模塊式整硬銑刀係列產品，很好地（dì）解決了廈門（mén）太古小尺寸零（líng）件的粗加工需求問題。可換頭係列刀具在保留了整體（tǐ）硬質合金塗層刀具所有的加工性（xìng）能的基礎（chǔ）上，隻有前端可拆卸（xiè）剖分是刀刃結構，而有近三分之二的刀體采用了實心刀杆，刀具的剛性獲得了極大提高，即（jí）使在較大（dà）長徑比（5~6倍）的裝夾方式下，也能獲得滿意的（de）金屬去除率。更重要的是，當（dāng）刀具磨損後，隻須（xū）更換前端刀頭，刀具損耗成本得到（dào）極大降（jiàng）低。
2. 直徑大於0.75英寸（cùn）的粗加工刀具
廈門太古（gǔ）采用了瓦爾特（tè）的F2330係（xì）列三角弧刃刀粒鑲齒（chǐ）刀（dāo），其（qí）抗崩和耐磨的特點在不鏽（xiù）鋼件的粗加工上得到了很好的體（tǐ）現。統計數據表明，刀粒耐用度為一般直刃刀粒的（de）3-4倍，在長時間、大金屬去除量切削環境下（xià）優勢明顯：即保證切削效率，又具備高耐用度和可靠性。該型刀具在加工時，切削抗力的主分力與軸（zhóu）向重合，次分力很小，實際加工過程的振動相比其它類型的以徑向（xiàng）切削抗力為主的刀具要小（xiǎo）很多。
小切深、每齒大進給量的設計，兼顧了（le）抗振、抗崩及切削效率（lǜ）的應（yīng）用需求。更實用的是，該類型刀具產（chǎn）品（pǐn）在大長徑比裝夾不利的情況（kuàng）下，也能保持較小的徑向彎曲變形扭矩，有效保證了刀（dāo）具的剛性及切削性能。
攻克小直徑深孔鑽難點（diǎn）
在不鏽鋼件（jiàn）的小（xiǎo）直徑深度鑽削(小於3mm直徑，大（dà）於8倍徑的孔深)中，瓦爾特刀具的表（biǎo）現也非常突出。之前，不鏽鋼件的小直（zhí）徑深度鑽削一度成為廈（xià）門太古（gǔ）技術攻關的難點，雖然技術人員對鑽削（xuē）用量、切削參數選用、鑽削方（fāng）式（shì）選擇等工藝因素不斷調校，但最終還是無法達到滿意的（de）加工效果。尤其（qí）是鑽頭（tóu）的磨損問題，深孔（kǒng）斷（duàn）刀問題一直無（wú）法得到有效的控製，頻繁的斷刀和零件報廢一度導致廈（xià）門太古相（xiàng）關零件的交期壓力及加工成本高居不下。
經過試刀後，廈門太古決定選用瓦爾特的微型深孔鑽係列產品，其鑽尖的獨特設計能使鑽孔時產生的切（qiē）屑順利（lì）的排出孔外，保證了加工的平穩，防止擠壓（yā）刀具而導致的斷刀現象。另（lìng）外，中心出水的內冷設計解決了深（shēn）孔鑽屑惡劣環境（jìng）下的（de）冷（lěng）卻問題，可以不用退刀完成連續（xù）鑽削加工。刀具的耐用度及切削性能的（de）穩定性（xìng）讓生產團隊感到格外滿意。
令廈門太古（gǔ）生產團隊感受最深的一次應用是，使用瓦爾特的一款A6488TML-1.2MM的八倍徑深度的1.2mm鑽（zuàn）頭。被加工零（líng）件材料為15-5PH沉澱硬化不鏽鋼，每個零件圓周均布八（bā）個小孔。該款鑽頭是中心出水設計，采用不抬刀連續鑽削（xuē）的加工方式，主軸轉速5000r/min，進給速度3in/min。據現（xiàn）場加工實際數據統計，平均每把鑽頭的鑽孔數（shù）量可以達到3200個孔，壽命提高顯著，不僅提高了加工效率（lǜ），還極大降低了刀具使用成本。
圖3.瓦爾特刀具被用於廈（xià）門太古不（bú）鏽（xiù）鋼銑削的粗加工（gōng）工藝過程中，分別針對直徑小於0.75英寸（cùn）和直徑大於0.75英寸的粗加工應用。
航空類零件經常需要加工公差帶寬度在0.0005英寸的精密（mì）孔，其圓度采用BORE GAGE測（cè）量，柱麵任意兩點直徑位置隻要有一處超差，零件即報廢，內孔光（guāng）潔度（dù）要求一般在英製Ra32（公製Ra0.8或以下）。如果采用內孔磨削可保（bǎo）證該類加工要求，但需要增加機床設備及加工工序，令加工成本提高。瓦爾特技術人員根據廈門（mén）太古的加工（gōng）要求和設備現狀，推薦了瓦爾特模塊化鏜刀係統配備Xtra-tec塗層刀片解（jiě）決方案。通過鏜刀座、鏜刀杆、縮（suō）頸套的靈活組（zǔ）合，可以（yǐ）滿（mǎn）足其不同直（zhí）徑範圍的孔加工需求，粗鏜刀和精鏜刀共（gòng）用相同的模塊係統，大大減少刀具（jù）庫存，非常適合多品種小批量的航空類（lèi）零件製（zhì）造。精鏜刀的調整精度最高（gāo）達到0.002mm，可以滿足高精（jīng）度孔（kǒng）的加工需求，並且精鏜刀配備有平衡係統，可以實現高轉速（sù）精鏜，滿足了圓度及表麵光潔度要求。
圖4.現場加工實際數據統計，使用瓦爾特的一款A6488TML-1.2MM的八倍徑深度的1.2mm鑽頭，平均（jun1）每把鑽頭的鑽孔數量可以達到3200個孔，壽命提高顯著。
在廈門太（tài）古（gǔ），製造（zào）部的技術人員每天都在麵對著現場各種零（líng）件的加工（gōng）挑（tiāo）戰（zhàn），除（chú）了要解決生產過程中出現的技術質（zhì）量問題，保證每（měi）個訂單的順利投產和交付，還要把更多的精力放在加工成本的控（kòng）製上（shàng）。多年的加工經驗表（biǎo）明，隻有不斷優化（huà）加工工藝流程，才能提高加（jiā）工效率、降低刀具損耗，才能有效的降低部門（mén）的（de）生產運作成本，從而支持部門的業務量及利潤獲得持續增長。
目前，廈門太古已（yǐ）經與世界（jiè）各大著名的飛機設備原廠商展開了合作，發展飛機零部件大修能力，建立了一係列飛機零部件維修企業（yè），將來，公司（sī）還將建立並發展一個具備（bèi）一（yī）定規（guī）模和能力的獨立的部件製造中心，而強有力的工藝（yì）裝備和先進的加工工藝是（shì）其實現長遠發展的原動力。
此文來源： 廈門太古飛機工程有限公司 劉翰舉 宋（sòng）力
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